java数据结构算法稀疏数组示例详解

一、什么是稀疏数组

当一个数组a中大部分元素为0，或者为同一个值，那么可以用稀疏数组b来保存数组a。

首先，稀疏数组是一个数组，然后以一种特定的方式来保存上述的数组a，具体处理方法：

• 记录数组a一共有几行几列

• 记录a中有多少个不同的值

• 最后记录不同值的元素所在行列，以及具体的值，放在一个小规模的数组里，以缩小程序的规模。

这个小规模的数组，就是稀疏数组。

举个栗子，左侧是一个二维数组，一共5行4列，其中非0的值一共有6个。于是，按照规则就可以转化成右侧的稀疏数组。

二、场景用法

意思听明白了，但是这玩意有啥应用场景呢？
比如现在有一个五子棋游戏的程序需求：游戏可以进行存盘，下次打开游戏可以续上盘。

那么记录五子棋的棋盘内容，其实用二维数组记录非常的直观。

但是因为这个二维数组的很多值都是0，没有意义，所以可以考虑用稀疏数组对其进行转化。

1.二维数组转稀疏数组思路

如何转化，思路很简单：

• 遍历原始二维数组，得到有效数据的个数sum

• 根据sum就可以创建稀疏数组 sparseArr

• 将二维数组的有效数据存入到稀疏数组

2.稀疏数组转二维数组思路

读盘的时候需要把稀疏再转回二维数组：

• 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

• 继续读取稀疏数组后几行的数据，对二维数组赋值。

3.代码实现

过程很简单，对了，稀疏数组最好存到磁盘里(代码中不包含)，然后要用的时候再去读取转化回二维数组。

public class SparseArray {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建原始二维数组，11*11
       // 0表示没有棋子，1表示黑子，2表示蓝子
       int chessArr1[][] = new int[11][11];
       chessArr1[1][2] = 1;
       chessArr1[2][3] = 2;
       // 输出原始的二维数组
       for (int[] row : chessArr1) {
           for (int data : row) {
               System.out.printf("％d\t", data);
           }
           System.out.println();
       }
       // 将二维数组 转化为 稀疏数组
       // 1. 先遍历二维数组，得到非0数据的个数
       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. 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;
       // 3. 遍历二维数组，得到非0数据存放到sparseArr
       int count = 0; // 用于记录是第几个非0数据
       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];
               }
           }
       }
       // 输出稀疏数组
       System.out.println("稀疏数组：");
       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 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，创建原始的二维数组
       int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
       // 2. 读取稀疏数组的后几行数据，赋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("恢复后的二维数组：");
       for (int[] row : chessArr2) {
           for (int data : row) {
               System.out.printf("％d\t", data);
           }
           System.out.println();
       }
   }
}

运行结果：

00000000000
00100000000
00020000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
sum: 2
稀疏数组：
11112
121
232
恢复后的二维数组：
00000000000
00100000000
00020000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
00000000000
Process finished with exit code 0

来源：https://www.cnblogs.com/pingguo-softwaretesting/p/14504924.html