稀疏数组
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
处理方法：
- 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
原始二维数组 ==》稀疏数组
应用实例
使用稀疏数组，来保留类似前面的二维数组
把稀疏数组存盘，并且可以重新恢复到原来的二维数组
二维数组==>稀疏数组：
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
稀疏数组==>原始的二维数组：
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
代码实现：
package com.sparse; /** * @author Kcs 2022/8/5 */ public class SparseArray { public static void main(String[] args) { //创建一个原始的数组 11 * 11 // 0 ：无棋子 ，1：黑子 ，2：白子 int chessArr[][] = new int[11][11]; //黑子位置 chessArr[1][2] = 1; // 白子位置 chessArr[2][3] = 2; chessArr[6][5] = 2; // 遍历原始数组 System.out.println("原始的二维数组："); for (int[] row : chessArr) { //每一个元素数据 for (int data : row) { System.out.printf("%d\t", data); } System.out.println(); } // 将二维数组 转 稀疏数组 // 统计非零的个数 int sum = 0; for (int i = 0; i < 11; i++) { for (int j = 0; j < 11; j++) { if (chessArr[i][j] != 0) { sum++; } } } //2创建对应的稀疏数组 int sparseArr[][] = new int[sum + 1][3]; // 稀疏数组赋值 sparseArr[0][0] = 11; sparseArr[0][1] = 11; sparseArr[0][2] = sum; // 遍历二维数组，将非零的值存放到sparseArr中 //用于记录非零的元素个数 int count = 0; for (int i = 0; i < 11; i++) { for (int j = 0; j < 11; j++) { if (chessArr[i][j] != 0) { count++; //列位置 sparseArr[count][0] =i; //行位置 sparseArr[count][1] =j; sparseArr[count][2] =chessArr[i][j]; } } } //输出稀疏数组的格式 System.out.println(); System.out.println("稀疏数组："); System.out.printf("%s\t%s\t%s\n","列","行","值"); for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) { System.out.printf("%d\t%d\t%d\n",sparseArr[i][0],sparseArr[i][1],sparseArr[i][2]); } //稀疏数组 转 原始数组 //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]]; //遍历稀疏数组，从第二行开始,并且重新赋值给原始数组 for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) { chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2]; } //输出原始数组 System.out.println(); System.out.println("稀疏数组转原始二维数组："); for (int[] row : chessArr2) { //每一个元素数据 for (int data : row) { System.out.printf("%d\t", data); } System.out.println(); } } }
队列
- 有序列表，用数组或链表来实现
- 先进先出 ：存入队列的数据，要先取出
- front 随着数据出队而改变
- rear 随着数据入队而改变
队列操作
- 队空条件：front == rear == null，rear + 1
- 队满条件：rear = maxSize - 1，则继续入队，否则队满：rear = maxSize - 1
import java.util.Scanner; /** * @author Kcs 2022/8/7 */ public class ArrayQueueDemo1 { public static void main(String[] args) { //创建一个队列对象 ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3); //接收用户输入 char key = ' '; Scanner scanner = new Scanner(System.in); boolean loop = true; //输入一个菜单 while (loop) { System.out.println("s(show):显示队列"); System.out.println("e(exit):退出程序"); System.out.println("a(add):向队列添加数据"); System.out.println("g(get):获取队列数据"); System.out.println("h(head):查看用户头的数据"); //接收一个字符 key = scanner.next().charAt(0); switch (key) { case 's': queue.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("输入数字："); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g': try { int res = queue.getQueue(); System.out.println("取出的数据是：" + res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; //查看队列头数据 case 'h': try { int res = queue.headQueue(); System.out.println("队列头的数据：" + res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; //程序退出 case 'e': scanner.close(); loop = false; break; default: break; } } System.out.println("程序退出"); } } //使用数据模拟队列编写一个ArrayQueue类 class ArrayQueue { /** * 表示数组的最大容量 */ private int maxSize; /** * 队列头 */ private int front; /** * 队列尾 */ private int rear; /** * 存放数据数组 */ private int[] array; /** * 构造器 */ public ArrayQueue(int arrMaxSize) { maxSize = arrMaxSize; array = new int[maxSize]; //指向队列头部，队列头的前一个位置 front = -1; //指向队列尾部，队列尾的数据（队列的最后一个数据） rear = -1; } /** * 判断队列是否满 */ public boolean isFull() { return rear == maxSize - 1; } /** * 判断队列是否为空 */ public boolean isEmpty() { return rear == front; } /** * 入队操作 */ public void addQueue(int n) { //判断是否队满 if (isFull()) { System.out.println("队满，不可以添加数据"); return; } // rear后移 rear++; array[rear] = n; } /** * 出队操作 */ public int getQueue() { //判断是否为空 if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("队列为空，没有数据可取"); } // front后移 front++; return array[front]; } /** * 显示队列数据 */ public void showQueue() { // 遍历队列 if (isEmpty()) { System.out.println("队列为空，没有数据！！"); return; } for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.printf("array[%d] = %d\n", i, array[i]); } } /** * 显示队列头部数据,不是取数据 */ public int headQueue() { if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("队列为空，没有数据~~"); } return array[front + 1]; } }
环形队列
分析
front 变量的含义做一个调整：front 指向队列的第一个元素，array[front] ，front 的初始值 = 0
rear 变量的含义做一个调整：rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置，空出一个空间作为约定，rear 初始值 = 0
队列满条件：(rear + 1) % maxSize = front
队列为空的条件：rear = front
队列中有效数据的个数：( rear +maxSize - front ) % maxSize ；rear =1 , front = 0
import java.util.Scanner; /** * @author Kcs 2022/8/7 */ public class CircleArrayQueueDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个环形队列对象 // 队列有效数据最多只有3个 CircleQueue queue = new CircleQueue(4); //接收用户输入 char key = ' '; Scanner scanner = new Scanner(System.in); boolean loop = true; //输入一个菜单 while (loop) { System.out.println("s(show):显示队列"); System.out.println("e(exit):退出程序"); System.out.println("a(add):向队列添加数据"); System.out.println("g(get):获取队列数据"); System.out.println("h(head):查看用户头的数据"); //接收一个字符 key = scanner.next().charAt(0); switch (key) { case 's': queue.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("输入数字："); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g': try { int res = queue.getQueue(); System.out.println("取出的数据是：" + res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; //查看队列头数据 case 'h': try { int res = queue.headQueue(); System.out.println("队列头的数据：" + res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; //程序退出 case 'e': scanner.close(); loop = false; break; default: break; } } System.out.println("程序退出"); } } //使用数据模拟队列编写一个ArrayQueue类 class CircleQueue { /** * 表示数组的最大容量 */ private int maxSize; /** * front 指向队列的第一个元素，array[front] ，front 的初始值 = 0 */ private int front; /** * 1. rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置，空出一个空间作为约定，rear 初始值 = 0 */ private int rear; /** * 存放数据数组 */ private int[] array; /** * 构造器 */ public CircleQueue(int arrMaxSize) { maxSize = arrMaxSize; array = new int[maxSize]; } /** * 判断队列是否满 (rear + 1) % maxSize == front */ public boolean isFull() { return (rear + 1) % maxSize == front; } /** * 判断队列是否为空 rear = front */ public boolean isEmpty() { return rear == front; } /** * 入队操作,添加数据 */ public void addQueue(int n) { //判断是否队满 if (isFull()) { System.out.println("队满，不可以添加数据"); return; } // 直接将数据加入 array[rear] = n; //将rear后移，取模，判断队满,防止地址溢出 rear = (rear + 1) % maxSize; } /** * 出队操作，取数据 */ public int getQueue() { //判断是否为空 if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("队列为空，没有数据可取"); } // front直接指向队列的第一个元素 //1. front 对应的值保存到临时变量 int value = array[front]; //2. front 后移,取模，防止地址溢出 front = (front + 1) % maxSize; //3.将临时保存的变量返回 return value; } /** * 显示队列数据 */ public void showQueue() { // 遍历队列 if (isEmpty()) { System.out.println("队列为空，没有数据！！"); return; } //从front开始遍历，有效个数:( rear +maxSize - front ) % maxSize for (int i = front; i < front + effectiveValue(); i++) { System.out.printf("array[%d] = %d\n", i % maxSize, array[i % maxSize]); } } /** * 求出当前队列有效数据的个数 */ public int effectiveValue() { return (rear + maxSize - front) % maxSize; } /** * 显示队列头部数据,不是取数据 */ public int headQueue() { //判断为空 if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("队列为空，没有数据~~"); } return array[front]; } }
