【小白學算法】2. 稀疏數組
- 2021 年 3 月 9 日
- 筆記
- 把蘋果咬哭的不規律日常, 數據結構與算法
一、什麼是稀疏數組
當一個數組a中大部分元素為0，或者為同一個值，那麼可以用稀疏數組b來保存數組a。
首先，稀疏數組是一個數組，然後以一種特定的方式來保存上述的數組a，具體處理方法：
- 記錄數組a一共有幾行幾列
- 記錄a中有多少個不同的值
- 最後記錄不同值的元素所在行列，以及具體的值，放在一個小規模的數組裡，以縮小程序的規模。
這個小規模的數組，就是稀疏數組。
舉個栗子，左側是一個二維數組，一共5行4列，其中非0的值一共有6個。於是，按照規則就可以轉化成右側的稀疏數組。
二、場景用法
意思聽明白了，但是這玩意有啥應用場景呢？
比如現在有一個五子棋遊戲的程序需求：遊戲可以進行存盤，下次打開遊戲可以續上盤。
那麼記錄五子棋的棋盤內容，其實用二維數組記錄非常的直觀。
但是因為這個二維數組的很多值都是0，沒有意義，所以可以考慮用稀疏數組對其進行轉化。
1.二維數組轉稀疏數組思路
如何轉化，思路很簡單：
- 遍歷原始二維數組，得到有效數據的個數sum
- 根據sum就可以創建稀疏數組 sparseArr
- 將二維數組的有效數據存入到稀疏數組
2.稀疏數組轉二維數組思路
讀盤的時候需要把稀疏再轉回二維數組：
- 先讀取稀疏數組的第一行，根據第一行的數據，創建二維數組
- 繼續讀取稀疏數組後幾行的數據，對二維數組賦值。
3.代碼實現
過程很簡單，對了，稀疏數組最好存到磁盤裡(代碼中不包含)，然後要用的時候再去讀取轉化回二維數組。
public class SparseArray {
public static void main(String[] args) {
// 創建原始二維數組，11*11
// 0表示沒有棋子，1表示黑子，2表示藍子
int chessArr1[][] = new int[11][11];
chessArr1[1][2] = 1;
chessArr1[2][3] = 2;
// 輸出原始的二維數組
for (int[] row : chessArr1) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t", data);
}
System.out.println();
}
// 將二維數組 轉化為 稀疏數組
// 1. 先遍歷二維數組，得到非0數據的個數
int sum = 0;
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1.length ; j++) {
if (chessArr1[i][j] != 0) {
sum++;
}
}
}
System.out.println("sum: " + sum);
// 2. 創建對應的稀疏數組
int sparseArr[][] = new int[sum+1][3];
// 給稀疏數組賦值
sparseArr[0][0] = 11;
sparseArr[0][1] = 11;
sparseArr[0][2] = sum;
// 3. 遍歷二維數組，得到非0數據存放到sparseArr
int count = 0; // 用於記錄是第幾個非0數據
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1.length ; j++) {
if (chessArr1[i][j] != 0) {
count++;
sparseArr[count][0] = i;
sparseArr[count][1] = j;
sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
}
}
}
// 輸出稀疏數組
System.out.println("稀疏數組：");
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();
// 將稀疏數組 恢復成 原始的 二維數組
// 1. 先讀取稀疏數組的第一行，根據第一行的數據，創建原始的二維數組
int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
// 2. 讀取稀疏數組的後幾行數據，賦給原始的二維數組即可
for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
}
// 輸出恢復後的二維數組
System.out.println("恢復後的二維數組：");
for (int[] row : chessArr2) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t", data);
}
System.out.println();
}
}
}
運行結果：
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
sum: 2
稀疏數組：
11 11 2
1 2 1
2 3 2
恢復後的二維數組：
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Process finished with exit code 0
