【稀疏数组】二维数组和稀疏数组的相互转化

浅浅的花香味﹌ 2024-03-23 21:30 143阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一：为什么会使用稀疏数组
 *   *  1.1 先看一个实际的需求
     *  1.2 基本介绍
     *   *  1.2.1 稀疏数组的处理方法
         *  1.2.2 数组的举例说明
         *  1.2.3 应用实例
         *  1.2.4 整体思路分析
         *   *  二维数组转稀疏数组的思路
             *  稀疏数组转原始的二维数组的思路
 *  二：代码实现
 *   *  2.1 创建一个原始的11\*11二维数组
     *  2.2 将二维数组转化为稀疏数组
     *  2.3 将稀疏数组恢复成原始的二维数组
     *  2.4 完整代码奉上

## 一：为什么会使用稀疏数组 ##

### 1.1 先看一个实际的需求 ###

*  编写的五子棋程序中，有存盘退出和续上盘的功能  
    ![在这里插入图片描述][4810224eeec846fca3c788a3a1df9697.png]
 *  问题分析：因为该二维数组的很多值是默认值0, 因此记录了很多没有意义的数据。所以此时我们可以简化一下二维数组，使用稀疏数组来解决此问题。

### 1.2 基本介绍 ###

当一个数组中大部分元素为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。

#### 1.2.1 稀疏数组的处理方法 ####

*  记录数组总共有几行几列，有多少个不同的值
 *  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。

#### 1.2.2 数组的举例说明 ####

![在这里插入图片描述][eb9f2ae2d4174f2a92085897d127be52.png]  
注：

1.  数组的下标都是从0开始，所以第一行，第四列用（0,3）表示
2.  第一行【0】6 7 8 表示，共有6行、7列，有效数据有8个，其他行表示这8个数据具体的坐标。

#### 1.2.3 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，并且可以从新恢复原来的二维数组数

#### 1.2.4 整体思路分析 ####

![在这里插入图片描述][48eec46f6f314cb494663b707c5aca12.png]

##### 二维数组转稀疏数组的思路 #####

1.  遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum
2.  根据sum就可以创建稀疏数组(sparseArr ) int\[sum+1\]\[3\]
3.  将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组

##### 稀疏数组转原始的二维数组的思路 #####

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，比如上面的 chessArr2=int\[11\]\[11\]
2.  在读取稀疏数组后几行的数据，并赋给 原始的二维数组 即可

## 二：代码实现 ##

### 2.1 创建一个原始的11\*11二维数组 ###

0：表示没有棋子 1：表示黑子 2：表示白子

int[][] chessArr1 = new int[11][11];
            chessArr1[1][2] = 1;
            chessArr1[2][3] = 2;
            chessArr1[4][9] = 3;
            chessArr1[6][3] = 4;
            chessArr1[9][10] = 5;
            //输出二维数组
            System.out.println("原始的二维数组");
            for (int[] row : chessArr1) {
        
                for (int data : row) {
        
                    //换行输出
                    System.out.printf("%d\t",data);
                }
                System.out.println();
            }

![在这里插入图片描述][c8cdeb799f4f47468ac502e6dd0f1fbb.png]

### 2.2 将二维数组转化为稀疏数组 ###

1.  遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum

int sum = 0;
            for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
        
                for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
        
                    if(chessArr1[i][j] != 0) {
        
                        sum = sum + 1;
                    }
                }
            }
            System.out.println("sum: " + sum);

输出：sum=5

1.  创建对应的稀疏数组

int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];

1.  给稀疏数组第一行赋值

sparseArray[0][0] = chessArr1.length;
            sparseArray[0][1] = chessArr1[0].length;
            sparseArray[0][2] = sum;

1.  给第其他行赋值，遍历二维数组将非0值存放到稀疏数组里面

//count用于记录第几个非0数据
            int count = 1;
            for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
        
                for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
        
                    if(chessArr1[i][j] != 0) {
        
                        sparseArray[count][0] = i;
                        sparseArray[count][1] = j;
                        sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];
                        count = count + 1;
                    }
                }
            }

1.  输出稀疏数组

System.out.println();
            System.out.println("得到的稀疏数组");
            for (int[] row : sparseArray) {
        
                for (int data : row) {
        
                    //换行输出
                    System.out.printf("%d\t",data);
                }
                System.out.println();
            }

![在这里插入图片描述][25e0e124198c442ebf23a4a20c6f3ffd.png]

### 2.3 将稀疏数组恢复成原始的二维数组 ###

1.  先读取稀疏数组的第一行。根据第一行的数据，创建二维数组

int[][] chessArr2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];

1.  读取稀疏数组的后几行数据（从第二行开始），并赋值给原始的二维数组即可

for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
        
                chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
            }
            System.out.println("转化后的的二维数组");
            for (int[] row : chessArr1) {
        
                for (int data : row) {
        
                    //换行输出
                    System.out.printf("%d\t",data);
                }
                System.out.println();
            }

![在这里插入图片描述][4726879455834334828b39fcde9271cd.png]

### 2.4 完整代码奉上 ###

package com.sysg.dataStructuresAndAlgorithms.array;
    
    import java.util.Arrays;
    
    /**
     * 稀疏数组
     *
     * 一：二维数组转稀疏数组的思路
     * 1.遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum
     * 2.根据sum就可以创建稀疏数组(sparseArr ) int[sum+1][3]
     *
     *
     * 二：将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组
     * 1.稀疏数组转原始的二维数组的思路
     * 2.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，比如上面的 chessArr12=int[11][11]
     * 3.在读取稀疏数组后几行的数据，并赋给 原始的二维数组 即可
     *
     * @author shi.guangqiang
     */
    public class SparseArray {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            //1.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：表示白子
            int[][] chessArr1 = new int[11][11];
            chessArr1[1][2] = 1;
            chessArr1[2][3] = 2;
            chessArr1[4][9] = 3;
            chessArr1[6][3] = 4;
            chessArr1[9][10] = 5;
            //输出二维数组
            System.out.println("原始的二维数组");
            for (int[] row : chessArr1) {
        
                for (int data : row) {
        
                    //换行输出
                    System.out.printf("%d\t",data);
                }
                System.out.println();
            }
    
             //2.将二维数组转化为稀疏数组的思路
             //2.1 遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
        
                for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
        
                    if(chessArr1[i][j] != 0) {
        
                        sum = sum + 1;
                    }
                }
            }
            System.out.println("sum: " + sum);
    
            //2.2 创建对应的稀疏数组
            int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];
    
            //2.3 给稀疏数组赋值
            //2.3.1 给第一行赋值
            sparseArray[0][0] = chessArr1.length;
            sparseArray[0][1] = chessArr1[0].length;
            sparseArray[0][2] = sum;
            //2.3.2 给第其他行赋值，遍历二维数组将非0值存放到稀疏数组里面
            //count用于记录第几个非0数据
            int count = 1;
            for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
        
                for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
        
                    if(chessArr1[i][j] != 0) {
        
                        sparseArray[count][0] = i;
                        sparseArray[count][1] = j;
                        sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];
                        count = count + 1;
                    }
                }
            }
    
            //3.输出稀疏数组
            System.out.println();
            System.out.println("得到的稀疏数组");
            for (int[] row : sparseArray) {
        
                for (int data : row) {
        
                    //换行输出
                    System.out.printf("%d\t",data);
                }
                System.out.println();
            }
    
            //4.将稀疏数组恢复成原始的二维数组
            //4.1 先读取稀疏数组的第一行。根据第一行的数据，创建二维数组
            int[][] chessArr2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
            //4.2 读取稀疏数组的后几行数据（从第二行开始），并赋值给原始的二维数组即可
            for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
        
                chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
            }
            System.out.println("转化后的的二维数组");
            for (int[] row : chessArr1) {
        
                for (int data : row) {
        
                    //换行输出
                    System.out.printf("%d\t",data);
                }
                System.out.println();
            }
    
    
        }
    
    }

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[c8cdeb799f4f47468ac502e6dd0f1fbb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/5edef4c5650b4b30809daf64c1e78410.png
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