数组有很多形式,可以用来做很多事情,像是最简单的储存数据,还可以储存二叉树,储存图……
什么是稀疏数组?
其实这个和储存图的一种形式差不多。
首先来看一下稀疏数组的应用场景:
假如要写一个五子棋小程序,用1来表示白子,用2表示蓝子,用0来表示空。
显然我们要定义一个二维数组来储存这些数据,那么这样需要用大量的内存,空间复杂度太大,要遍历时,浪费的空间复杂度是O(n^2),那么我们要优化这么一个程序,显然要缩小空间复杂度,那么我们就需要用到稀疏数组。
下面我们引入稀疏数组数组的介绍:
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。 稀疏数组的处理方法是:
- 记录数组一共有几行几列,有多少个不同的值
- 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
下面我们引入一个实例:
在这里,我们第一行第一列记录这个数组一共有多少行,第一行第二列记录有多少列,第三列记录有多少个有效元素。
从第二行开始,第一列记录第一个有效元素的行标,第二列记录列表,第三列记录这个元素的值。
1)从二维数组转化为稀疏数组
首先我们要遍历整个数组,得到非0元素的个数,也就得到了第一行第三列的元素。 其次,创建对应的稀疏数组
然后,遍历二维数组,将二维数组中非零元素存到sparesArr中
2)把稀疏数组转化为二维数组
先读取稀疏数组的第一行元素,根据其数据,创建原始的二维数组
然后读取稀疏数组的后几行元素(从第二行开始),并赋值给二维数组即可
这个数据结构算是比较简单的,我在leetcode上面也没有找到相关的练习题。
下面我们来介绍它的代码实现:
package Java.sparsearray; public class SparseArray { public static void main(String[] args) { //创建一个原始的二维数组 //0:没有棋子,1:黑子,2:蓝子 int chessArr1[][] = new int[11][11]; //下面先固定二维数组的元素,后面可优化~ chessArr1[1][2] = 1; chessArr1[2][3] = 2; chessArr1[4][5] = 2; //输出原始的二维数组: System.out.println("原始的二维数组:"); for(int[] row:chessArr1) { for(int data:row) { System.out.printf("%d ",data); } System.out.println(); } //下面将二维数组转化为稀疏数组 //1.先遍历二维数组,得到非0数据的个数 int sum = 0; for(int i=0;i<11;i++) { for(int j=0;j<11;j++) { if(chessArr1[i][j] != 0) { sum++; } } } //2.创建对应的稀疏数组 int sparesArr[][] = new int[sum+1][3]; //给稀疏数组赋值 sparesArr[0][0] = 11; sparesArr[0][1] = 11; sparesArr[0][2] = sum; //遍历二维数组,将非0的值存放在sparesArr中 int count = 0;//count 用于记录是第几个非0数据 for(int i = 0;i<11;i++) { for(int j=0;j<11;j++) { if(chessArr1[i][j] != 0) { count++; sparesArr[count][0] = i; sparesArr[count][1] = j; sparesArr[count][2] = chessArr1[i][j]; } } } //输出稀疏数组的形式 System.out.println(); System.out.println("得到的稀疏数组为:"); for(int i=0;i<sparesArr.length;i++) { System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n",sparesArr[i][0],sparesArr[i][1],sparesArr[i][2]); } System.out.println(); //下面将稀疏数组恢复成二维数组 //先读取稀疏数组的第一行元素,根据其数据,创建原始的二维数组 int chessArr2[][] = new int[sparesArr[0][0]][sparesArr[0][1]];; //读取稀疏数组后几行的元素(从第二行开始),并赋值给原始的二维数组即可 for(int i=1;i<sparesArr.length;i++) { chessArr2[sparesArr[i][0]][sparesArr[i][1]] = sparesArr[i][2]; } //输出恢复后的二维数组 System.out.println(); System.out.println("恢复后的二维数组"); for(int[] row:chessArr2) { for(int data:row) { System.out.printf("%d\t",data); } System.out.println(); } } }