Java稀疏数组的应用

• 需求
• 存储结构
• 分析问题
• 稀疏数组
• 稀疏数组存储结构
• 整体思路
• 代码示例

需求

编写一个五子棋程序，可以完成存盘退出和继续上局的功能。这时就会涉及到棋盘当前棋子状态数据的保存和读取

黑色棋子为：1，白色棋子为：2，0表示没有棋子

存储结构

对应的存储结构：

棋盘存储很简单，对应一个二位数组，实际存储的数据为：

分析问题

因为二维数组的很多值默认是0，因此记录了很多没有意义的数据 => 所以采用稀疏数组

处理流程： 1）棋盘 二维数组 => (稀疏数组) => 写入文件【存档功能】 2）读取文件 => 稀疏数组 => 二维数组 => 棋盘 【接上局】

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。

稀疏数组

稀疏数组 (Sparse array) ，所谓稀疏数组就是数组中大部分的内容值都未被使用（或都为零），在数组中仅有少部分的空间使用。 因此造成内存空间的浪费 ，为了节省内存空间，并且不影响数组中原有的内容值，我们可以采用一种压缩的方式来表示稀疏数组的内容。

稀疏数组存储结构

稀疏数组的处理方法是： 1）记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值 2）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，从而缩小程序占用的空间

整体思路

二维数组转稀疏数组的思路： 1、遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数 sum 2、根据sum就可以创建稀疏数组 sparseArr int[sum+1][3] 3、将二维数组的有效数据存入到稀疏数组

稀疏数组转原始二维数组的思路： 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 2、再读取稀疏数组后几行的数据，并赋值给 原始的二维数组

代码示例

public static void main(String[] args) {
    
    int[][] chessArr1 = new int[15][15];
    
    chessArr1[2][2] = 1;
    
    chessArr1[3][3] = 2;
    
    chessArr1[3][4] = 2;
    
    chessArr1[4][4] = 1;
    
    System.out.println("原始的二维数组");

    for (int[] arr : chessArr1) {

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

        }
    
        System.out.println();

    }
    

    //将二维数组转为稀疏数组
    //1.先遍历二维数组，得到非0数据的个数
    int sum = 0;

    for (int[] arr : chessArr1) {

        for (int item : arr) {

            if (item != 0) {
    
                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] = 15;
    
    sparseArr[0][1] = 15;
    
    sparseArr[0][2] = sum;
    

    //3.遍历二维数组，将非0的值放入sparseArr
    //sparseIndex：记录是第几个非0的数据
    int sparseIndex = 1;
    
    for (int i = 0;
     i  chessArr1.length;
 i++) {
    
        for (int j = 0;
     j  chessArr1.length;
 j++) {

            if (chessArr1[i][j] != 0) {
    
                sparseArr[sparseIndex][0] = i;
    
                sparseArr[sparseIndex][1] = j;
    
                sparseArr[sparseIndex][2] = chessArr1[i][j];
    
                sparseIndex++;

            }

        }

    }
    
    System.out.println("输出稀疏数组");

    for (int[] sparse : sparseArr) {

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

        }
    
        System.out.println();

    }
    
    //将稀疏数组=》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.读取稀疏数组后几行的数据（从第二行开始），并赋值给 原始的二维数组
    for (int i = 1;
     i  sparseArr.length;
 i++) {
    
        chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];

    }
    
    System.out.println("输出恢复后的二维数组");

    for (int[] arr : chessArr2) {

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

        }
    
        System.out.println();

    }

}
    

运行结果：

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