1.稀疏 sparsearray 陣列

1.1.先看一個實際的需求

• 編寫的五子棋程式中，有存檔退出和續上盤的功能。
  

• 分析問題:
  因為該二維陣列的很多值是預設值 0, 因此記錄了 很多沒有意義的資料-> 稀疏陣列

1.2.基本介紹

當一個數組中大部分元素為０，或者為同一個值的陣列時，可以使用稀疏陣列來儲存該陣列。

稀疏陣列的處理方法是:

1. 記錄陣列 一共有幾行幾列，有多少個不同的值
2. 把具有不同值的元素的行列及值記錄在一個小規模的陣列中，從而 縮小程式的規模

• 稀疏陣列舉例說明
  

1.3.應用例項

1. 使用稀疏陣列，來保留類似前面的二維陣列(棋盤、地圖等等)
2. 把稀疏陣列存檔，並且可以從新恢復原來的二維陣列數
3. 整體思路分析
   
4. 程式碼實現(韓老師程式碼)

public class SparseArray {
  public static void main(String[] args) {
    // 建立一個原始的二維陣列 11 * 11
    // 0: 表示沒有棋子， 1 表示 黑子 2 表藍子
    int chessArr1[][] = new int[11][11];
    chessArr1[1][2] = 1;
    chessArr1[2][3] = 2;
    chessArr1[4][5] = 2;

    // 輸出原始的二維陣列
    System.out.println("原始的二維陣列~~");
    for (int[] row : chessArr1) {
      for (int data : row) {
        System.out.printf("%d\t", data);
      }
    System.out.println();
    }

    // 將二維陣列 轉 稀疏陣列的思
    // 1. 先遍歷二維陣列 得到非 0 資料的個數
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 11; i++) {
      for (int j = 0; j < 11; j++) {
        if (chessArr1[i][j] != 0) {
          sum++;
        }
      }
    }

    // 2. 建立對應的稀疏陣列
    int sparseArr[][] = new int[sum + 1][3];
    // 給稀疏陣列賦值
    sparseArr[0][0] = 11;
    sparseArr[0][1] = 11;
    sparseArr[0][2] = sum;

    // 遍歷二維陣列，將非 0 的值存放到 sparseArr 中
    int count = 0; //count 用於記錄是第幾個非 0 資料
    for (int i = 0; i < 11; i++) {
      for (int j = 0; j < 11; j++) {
        if (chessArr1[i][j] != 0) {
          count++;
          sparseArr[count][0] = i;
          sparseArr[count][1] = j;
          sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
        }
      }
    }

    // 輸出稀疏陣列的形式
    System.out.println();
    System.out.println("得到稀疏陣列為~~~~");
    for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) {
      System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n", sparseArr[i][0], sparseArr[i][1], sparseArr[i][2]);
    }
    System.out.println();
    //將稀疏陣列 --》 恢復成 原始的二維陣列
    /*
     * 1. 先讀取稀疏陣列的第一行，根據第一行的資料，建立原始的二維陣列，比如上面的 chessArr2 = int[11][11]
     * 2. 在讀取稀疏陣列後幾行的資料，並賦給 原始的二維陣列 即可.
     */
    //1. 先讀取稀疏陣列的第一行，根據第一行的資料，建立原始的二維陣列
    int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
    //2. 在讀取稀疏陣列後幾行的資料(從第二行開始)，並賦給 原始的二維陣列 即可
    for(int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
      chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
    }

    // 輸出恢復後的二維陣列
    System.out.println();
    System.out.println("恢復後的二維陣列");
    for (int[] row : chessArr2) {
      for (int data : row) {
        System.out.printf("%d\t", data);
      }
    System.out.println();
    }
  }
}
 

5. 程式碼實現(自己)

import java.io.IOException;

/**
 * 稀疏陣列
 */
public class SparseArrayDemo {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //原始陣列
        int[][] originalArray = new int[11][11];
        originalArray[1][2] = 1;
        originalArray[2][3] = 2;
        originalArray[4][5] = 2;

        print(originalArray);
        System.out.println("===================");

        //轉換為稀疏陣列
        int effectiveNumber = getEffectiveNumber(originalArray);
        int[][] sparseArray = new int[effectiveNumber + 1][3];
        sparseArray[0][0] = 11;
        sparseArray[0][1] = 11;
        sparseArray[0][2] = effectiveNumber;

        originalArray2SparseArray(originalArray, sparseArray);
        print(sparseArray);

        System.out.println("===================");

        //轉換為原始資料
        print(sparseArray2OriginalArray(sparseArray));

    }

    /**
     * 稀疏陣列轉換為原始陣列
     *
     * @param sparseArray
     */
    public static int[][] sparseArray2OriginalArray(int[][] sparseArray) {
        int[][] originalArray = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
        for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
            originalArray[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
        }
        return originalArray;
    }

    /**
     * 原始陣列轉換為稀疏陣列
     *
     * @param originalArray
     * @param sparseArray
     */
    public static void originalArray2SparseArray(int[][] originalArray, int[][] sparseArray) {
        int point = 1;
        for (int i = 0; i < originalArray.length; i++) {
            for (int j = 0; j < originalArray[i].length; j++) {
                if (originalArray[i][j] != 0) {
                    sparseArray[point][0] = i;
                    sparseArray[point][1] = j;
                    sparseArray[point][2] = originalArray[i][j];
                    point++;
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 獲取原始陣列有效資料數量
     *
     * @param array
     * @return
     */
    public static int getEffectiveNumber(int[][] array) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                if (array[i][j] != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }
        return sum;
    }

    /**
     * 列印二維陣列
     *
     * @param array
     */
    public static void print(int[][] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                System.out.print(array[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}