数据结构与算法------稀疏数组(sparse array)

数据结构与算法------稀疏数组(sparse array)

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引言

数据压缩方面,我们往往可以通过稀疏数组来保存有效数据,节省内存空间。

基本介绍

当一个数组中大部分元素是0,或者为同一个值的数组时,可以使用稀疏数组来保存该数组。

稀疏数组的处理方法是
1. 记录数组一共有几行几列,有多少个不同的值。
2. 把具有不同值的元素的行列及值记录在一个小规模的数组中,从而缩小程序的规模
image.png
左侧为原始二维数组(67=42),右侧为稀疏数组(39=27)
稀疏数组第一行为原数组总行数、总列数及不同值的个数。

应用实例

  1. 使用稀疏数组,来保留类似前面的二维数组(棋盘、地图等等)

  2. 把稀疏数组存盘,并且可以从新回复原来的二维数组数

  3. 整体思路分析
    3.1 二维数组转稀疏数组的思路
    (1). 遍历原始的二维数组,得到有效数组的个数sum
    (2). 根据sum就可以创建稀松数组sparseArr int[sum+1][3]
    (3). 将二维数组的有效数据存入到稀松数组中
    3.2 稀疏数组转二维数组的思路
    (1). 先读取稀疏数组的第一行,根据第一行的数据,创建原始的二维数组
    (2). 在读取稀疏数组后几行的数据,并赋值给原始的二维数组

  4. 代码实现

package com.mrdeer.sparsearray;

public class SparseArray {
	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个原始的二维数组11*11
		//0表示没有棋子,1表示黑子,2表示篮子
		int chessArr1[][] = new int[11][11];
		chessArr1[1][2] = 1;
		chessArr1[2][3] = 2;
		chessArr1[4][5] = 2;
		chessArr1[10][1] = 1;
		//输出原始的二维数组
		System.out.println("原始的二维数组");
		for(int[] row : chessArr1) {
			for(int data : row) {
				System.out.printf("%d\t",data);
			}
			System.out.println();
		}
		
		//将二维数组转稀疏数组的思路
		//1.先遍历二维数组,得到非0数据个数
		int sum = 0;
		for(int i=0;i<11;i++) {
			for(int j=0;j<11;j++) {
				if(chessArr1[i][j] != 0) {
					sum++;
				}
			}
		}
		//2.创建对应的稀疏数组
		int sparseArr[][] = new int[sum+1][3];
		//给稀疏数组赋值
		sparseArr[0][0] = 11;
		sparseArr[0][1] = 11;
		sparseArr[0][2] = sum;
		
		//遍历二维数组,将非0的值存放到sparseArr中
		int count = 0;//用于记录是第几个非零数据
		for(int i=0;i<11;i++) {
			for(int j=0;j<11;j++) {
				if(chessArr1[i][j] != 0) {
					count++;
					sparseArr[count][0] = i;
					sparseArr[count][1] = j;
					sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
				}
			}
		}
		//输出稀疏数组的形式
		System.out.println();
		System.out.println("得到的稀疏数组为~~~");
		for(int i=0; i<sparseArr.length;i++ ) {
			System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n",sparseArr[i][0],sparseArr[i][1],sparseArr[i][2]);
		}
		System.out.println();
		
		
		//将稀疏数组转为二维数组
		/**
		 * 1.先读取稀疏数组的第一行,根据第一行的数据,创建原始的二维数组
		 * 2.再读取稀疏数组后几行的数据,并赋值给原始的二维数组即可
		 */
		
		//1.先读取稀疏数组的第一行,根据第一行的数据,创建原始的二维数组
		int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
		
	    //2.再读取稀疏数组后几行的数据,并赋值给原始的二维数组即可
		for(int i=1;i<sparseArr.length;i++) {
			chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
		}
		
		//输出恢复后的二维数组
		System.out.println("恢复的二维数组");
		for(int[] row : chessArr2) {
			for(int data : row) {
				System.out.printf("%d\t",data);
			}
			System.out.println();
		}
	}
}