数据结构（稀疏数组）

news2024/12/28 2:45:10

简介

稀疏数组是一种数据结构，用于有效地存储和处理那些大多数元素都是零或者重复值的数组。在稀疏数组中，只有非零或非重复的元素会被存储，从而节省内存空间。

案例引入

假如想把下面这张表存入文件，我们会怎么做？

二维数组
如果我们不做优化其实是浪费了很大一部分空间去存储空值，有没有办法既能实现效果又能节省空间呢？其实有的，稀疏数组就可以做到。

二维数组转稀疏数组
假如我们只存储右边的数据，相对左边做了相对大的数据压缩，会把空数据也就是无效的数据过滤，只存储有效的数据。
稀疏数组结构解释：

[0][0] - 记录原二维数组有几行
[0][1] - 记录原二维数组有几列
[0][2] - 记录原二维数组有多少个有效的数据

后面的一次记录有效数据所在行和列及有效数据的具体值

1，我们先将上图中的第一个数据结构转成程序中的二维数组

//1，将棋盘中的1，2用二维数组保存起来
        int[][] chessArray = new int[11][11];
        chessArray[1][2] = 1;
        chessArray[2][3] = 2;
        System.out.println("将棋盘转换为原始的二维数组");
        for (int i = 0; i < 11; i++) {
            for (int j = 0; j < 11; j++) {
                System.out.printf("%d\t", chessArray[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }

        //2，将棋盘chessArray转出稀疏数组
        //稀疏数组一共有 row 3 col sum+1  第一行第一列未i行，第一行第二列为j列，第三个为num有效数据
        //第一步先要找出上述棋盘一共有多少个有效数据，计为sum
        int sum = 0;//默认0个有效数据
        for (int[] row : chessArray) {
            for (int data : row) {
                if (data != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }
        //转换的稀疏数组
        int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];
        //将有效数据保存到稀疏数组中
        sparseArray[0][0] = chessArray.length;
        sparseArray[0][1] = chessArray.length;
        sparseArray[0][2] = sum;

        int count = 0;
        for(int i = 0;i<chessArray.length;i++){
            for(int j = 0 ;j<chessArray.length;j++){
                if(chessArray[i][j]!=0){
                    count++;
                    sparseArray[count][0] = i;
                    sparseArray[count][1] = j;
                    sparseArray[count][2] = chessArray[i][j];
                }
            }
        }
        System.out.println("转换的稀疏数组为");
        for(int []rows : sparseArray){
            for(int data:rows){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }

 //将稀疏数组转出原始数组
        //1，读取第一行创建原始数组的大小
        int [][] chessArray2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
        System.out.println();
        System.out.println("原始数组"+sparseArray[0][0]+" "+sparseArray[0][1]);
        for(int i = 1;i<sparseArray.length;i++){
            chessArray2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
        }
        System.out.println("转换的原始数组");
        for(int []rows : chessArray2){
            for(int data:rows){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }