Java数据结构和算法（2）之稀疏数组

1.定义

稀疏数组可以看做是普通二位数组的压缩，但是这里说的普通数组是值无效数据量远大于有效数据量的数组，关于稀疏数组的运用有五子棋盘,地图等..

*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如图

 

2.好处

* 原数组中存在大量的无效数据，占据了大量的存储空间，真正有用的数据却少之又少

*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

* 压缩存储可以节省存储空间以避免资源的不必要的浪费，在数据序列化到磁盘时，压缩存储可以提高IO效率

3.稀疏数组的结构

*记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值

* 第一行存储原始数据总行数，总列数，总的非0数据个数

* 接下来每一行都存储非0数所在行，所在列，和具体值(如下图)

行列都是11的二位数组

把上面的二维数组转化为稀疏数组

备注：因为数组的下标是从0开始的，所以他们的标号也是从0开始的(重要)

4.二维数组 转 稀疏数组的思路

*遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数 sum

*根据sum 就可以创建 稀疏数组 sparseArr int[sum + 1] [3]

*将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组

5.稀疏数组转原始的二维数组的思路

*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]

*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.

6.代码实现

public class Sparsearray {

	public static void main( String[] args) {
		System.out.println("===========二维数组转换稀疏数组============");
		int[][] array=new int[11][11];
		array[1][2]=1;
		array[2][3]=2;
		System.out.println("============转换前的二维数组============");
		forToarray(array);
		System.out.println("============转换后的二维数组============");
		int[][] sparsearry = arrayToSparsearry(array);
		forToarray(sparsearry);
		System.out.println("===========将稀疏数组转化为原始数组============");
		array = sparsearryToArray(sparsearry);
		forToarray(array);
		
	}
	/**
	 *二维数组转换稀疏数组
	 * @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;
	}
	/**
	 *遍历数组
	 * @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("");
		}
	}
	 /*
	  * 稀疏数组转化为原始数组
	 * @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.运行结果

===========二维数组转换稀疏数组============
============转换前的二维数组============
  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
============转换后的二维数组============
  11  11  2
  1  2  1
  2  3  2
===========将稀疏数组转化为原始数组============
  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