2. 數據結構之稀疏數組--詳細過程

稀疏數組 SparseArray

1. 案例分析

1. 稀疏數組和二維數組，使兩種數據結構可以輕鬆的轉換，從而實現五子棋程序中有存盤和續上盤的功能。
2. 規約：棋盤沒有放棋子爲0，白子爲1，黑子爲2
3. 當一個二維數組中大部分元素爲０，或者爲同一個值的數組時，可以使用稀疏數組來保存該數組。
4. 下面是稀疏數組儲存數據的結構：
   • 記錄數組 一共有幾行幾列，有多少個不同的值
   • 把具有不同值的元素的行列及值記錄在一個小規模的數組中-

2. 代碼實現

1. 接下來我們通過Java代碼來完成二維數組與稀疏數組之間的轉換。

2. 我們首先需要知道：在二維數組中數組名.length指示數組的行數，數組名[行下標] .length指示該行中的元素個數。

3. 我們把二維數組轉換成稀疏數組，並且儲存到map.data中，再通過Java中Io流讀取文件進行復原。

2.1 二維數組轉存爲稀疏數組

1. 首先我們創建一個11*11的二維數組(五子棋棋盤)
2. 在二維數組裏面，0 1 2 分別表示 沒有放棋子 黑子 白子
3. 遍歷二維數組，顯示原始的棋盤佈局
4. 我們首先通過遍歷二維數組，獲得棋子的個數sum
5. 根據已知的棋子數，創建稀疏數組int[][] sparseArr = new int[sum+1][3];
6. 進行賦值：根據上圖結合着稀疏數組的結構品味~~
   
7. 遍歷二維數組，將非零值放到sparseArr中，下面是二維數組轉稀疏數組的核心邏輯~~
   
8. 輸出稀疏數組的形式，並且存盤（即通過IO流把稀疏數組保存到硬盤中）
   

public class SparseArrayOut{
    //創建一個main方法，用來實現五子棋（二維數組轉存爲稀疏數組）
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        		
		//第一步：創建一個11*11的二維數組(五子棋棋盤)
		int[][] array = new int[11][11];
		
		//在二維數組裏面，0  1  2  分別表示 沒有放棋子   黑子  白子
	
		array[2][1] = 1;
		array[2][3] = 2;
		array[4][5] = 2;
     		
		//遍歷二維數組，顯示原始的棋盤佈局
		System.out.println("原始的二維數組");
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			for (int j = 0; j < array.length; j++) {
				System.out.print(array[i][j]);
			}
			System.out.println();
		}
        
   		//將二維數組轉成稀疏數組，首先遍歷數組獲得值不爲0的個數
		int sum = 0;
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			for (int j = 0; j < array.length; j++) {
				if(array[i][j]!=0) {
             //sum就是value[0]的值
					sum++;
				}
			}
		}
        
     //得到棋子的數量   
     System.out.println("這局共有"+sum+"個棋子");
     
      //根據已知的棋子數，創建稀疏數組
		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;
        
      //遍歷二維數組，將非零值放到sparseArr中
		int count = 0;//用於記錄是第幾個非0數據，即是索引
		
		for (int i = 0; i <array.length; i++) {
			for (int j = 0; j < array.length; j++) {
					if(array[i][j]!=0) {
						//這一段是？
						count++;
						sparseArr[count][0]=i;
						sparseArr[count][1]=j;
						sparseArr[count][2]=array[i][j];
						
					}
			}
		}
      
      //輸出稀疏數組的形式，並且存盤
		System.out.println("得到稀疏數組爲......");
     
      File file = new File("E:/file/","map.data");
	  FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
        
     for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) {
			// %d 打印十進制整數
            // \t 橫向製表符
            // \n 換行
			System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n",sparseArr[i][0],sparseArr[i][1],sparseArr[i][2]);
            fos.write(sparseArr[i][0]);
			fos.write(sparseArr[i][1]);
			fos.write(sparseArr[i][2]);
		}
     fos.close();
     System.out.println();   
    }
}

2.2 從map.data中讀取數據，並將其還原成二維數組

1. 先讀取稀疏數組的第一行，根據第一行新建數組
   
2. 讀取稀疏數組後幾行數據
   
3. 最後輸出恢復後的數據

public class SparseArrayIn{
    //創建一個main方法，用來實現五子棋
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        File file = new File("E:/file/","map.data");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        int row = fis.read();
        int col = fis.read();
        int value = fis.read();


        //1.先讀取稀疏數組的第一行，根據第一行新建數組
        int[][] array2 = new int[row][col];

        //2.讀取稀疏數組後幾行數據

        for (int i = 1; i <= value; i++) {
            int rows = fis.read();
            int cols = fis.read();
            int values = fis.read();
            array2[rows][cols]=values; 
        }
        fis.close();



        //輸出恢復後的數據
        System.out.println("恢復後的二維數組");

        for (int[] rowss : array2) {

            for (int data : rowss) {
                System.out.printf("%d\t",data);

            }
            System.out.println();
        }

    }
}

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