Java數據結構和算法（2）之稀疏數組

1.定義

稀疏數組可以看做是普通二位數組的壓縮，但是這裏說的普通數組是值無效數據量遠大於有效數據量的數組，關於稀疏數組的運用有五子棋盤,地圖等..

*當一個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如圖

 

2.好處

* 原數組中存在大量的無效數據，佔據了大量的存儲空間，真正有用的數據卻少之又少

*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，從而縮小程序的規模

* 壓縮存儲可以節省存儲空間以避免資源的不必要的浪費，在數據序列化到磁盤時，壓縮存儲可以提高IO效率

3.稀疏數組的結構

*記錄數組一共有幾行幾列，有多少個不同的值

* 第一行存儲原始數據總行數，總列數，總的非0數據個數

* 接下來每一行都存儲非0數所在行，所在列，和具體值(如下圖)

行列都是11的二位數組

把上面的二維數組轉化爲稀疏數組

備註：因爲數組的下標是從0開始的，所以他們的標號也是從0開始的(重要)

4.二維數組 轉 稀疏數組的思路

*遍歷原始的二維數組，得到有效數據的個數 sum

*根據sum 就可以創建 稀疏數組 sparseArr int[sum + 1] [3]

*將二維數組的有效數據數據存入到 稀疏數組

5.稀疏數組轉原始的二維數組的思路

*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，

比如上面的 chessArr2 = int [11][11]

*在讀取稀疏數組後幾行的數據，並賦給 原始的二維數組 即可.

6.代碼實現

public class Sparsearray {

	public static void main( String[] args) {
		System.out.println("===========二維數組轉換稀疏數組============");
		int[][] array=new int[11][11];
		array[1][2]=1;
		array[2][3]=2;
		System.out.println("============轉換前的二維數組============");
		forToarray(array);
		System.out.println("============轉換後的二維數組============");
		int[][] sparsearry = arrayToSparsearry(array);
		forToarray(sparsearry);
		System.out.println("===========將稀疏數組轉化爲原始數組============");
		array = sparsearryToArray(sparsearry);
		forToarray(array);
		
	}
	/**
	 *二維數組轉換稀疏數組
	 * @param array
	 */
	private static int [][] arrayToSparsearry(int[][] array) {
		int sum=1;
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			int[] datas=array[i];
			for (int j = 0; j < datas.length; j++) {
				if (array[i][j]!=0) {
					sum++;
				}
			}
		}
		
		int [][] sparse=new int[sum][3];
		int s=0;
		sparse[s][0]=array.length;
		sparse[s][1]=array[0].length;
		sparse[s][2]=sum-1;
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			int[] datas=array[i];
			for (int j = 0; j < datas.length; j++) {
				int a=array[i][j];
				if (a!=0) {
					s++;
					sparse[s][0]=i;
					sparse[s][1]=j;
					sparse[s][2]=a;
				}
			}
		}

		return sparse;
	}
	/**
	 *遍歷數組
	 * @param array
	 */
	private static void forToarray(int[][] array) {
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			int [] ints=array[i];
			for (int j = 0; j < ints.length; j++) {
				System.out.print("  "+array[i][j]);
			}
			System.out.println("");
		}
	}
	 /*
	  * 稀疏數組轉化爲原始數組
	 * @param array
	 */
	private static int [][] sparsearryToArray(int[][] array) {
		int [] [] arrays=new int [array[0][0]][array[0][1]];
		    for (int i = 1; i < array.length; i++) {
				int[] js = array[i];
				for (int j = 0; j < js.length; j++) {
					arrays[array[i][0]][array[i][1]]=array[i][2];
				}
				
			}
		return arrays;
	}
}

7.運行結果

===========二維數組轉換稀疏數組============
============轉換前的二維數組============
  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
============轉換後的二維數組============
  11  11  2
  1  2  1
  2  3  2
===========將稀疏數組轉化爲原始數組============
  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