稀疏数组Sparse Array

一、实际需求

五子棋是一种双人对弈的策略性棋类游戏，在我们用Java编写五子棋程序时，我们会设法实现存盘退出和续上盘这样的一些功能。存盘退出，实际上就是要求我们对当前的棋盘进行记录并且写入到文件里面，这样选择续上盘的功能时才能从文件当中读档，恢复到上次保存的棋局当中。

我们在存储如左图所示的棋盘时，通常会选择一个二维数组，如右图所示。但是在大多数情况下该二维数组的很多值是默认值0，这样在无形当中就记录了很多没有意义的数据。这时可以采用稀疏数组，减少数据的存储量，设法不去存储默认值。

二、基本介绍

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：

记录二维数组一共有几行几列，有多少个不同位置的元素；
把不同的元素的行列及值记录在一个小规模的数组（即稀疏数组）中，从而缩小程序的规模。

下面简单地举例说明：

左图是一个二维数组的矩阵表示，右图是将二维数组转换成的稀疏数组。

三、应用实例

使用稀疏数组，来保留类似前面的二维数组（棋盘、地图等等）
把稀疏数组存盘，并且可以重新恢复原来的二维数组
整体思路分析

4. 代码实现

四、课后练习

要求

在前面的基础上，将稀疏数组保存到磁盘上，比如map.data
恢复原来的数组时，读取map.data进行恢复

代码

package linerStructures;import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class sparseArray {public static void main(String args[]){int chessArray1[][]=new int [11][11];  //创建一个二维数组表示初始棋盘chessArray1[1][2]=1;  //用 1 表示棋盘上的黑子chessArray1[2][3]=2;  //用 2 表示棋盘上的蓝子//输出棋盘
//        for(int[] row:chessArray1){
//            for(int data:row){
//                System.out.printf("%d\t",data);
//            }
//            System.out.println();
//        }//将二维数组 转 稀疏数组//1、 先遍历 二维数组，得到非 0 数据的个数，用于创建 稀疏数组//   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数据存入到 稀疏数组int num=0; //记录数据的个数for(int i=0;i<chessArray1.length;i++){for(int j=0;j<chessArray1[0].length;j++){if(chessArray1[i][j]!=0){num++;}}}//2、 接着创建一个 稀疏数组int sparseArray1[][]=new int [num+1][3]; //建立一个num+1行，2列的 稀疏数组sparseArray1[0][0]=11;//第一行记录 二维数组 的行列以及数据的个数sparseArray1[0][1]=11;sparseArray1[0][2]=num;//3、 取得非 0 位置的值int count=0;for(int i=0;i<chessArray1.length;i++){for(int j=0;j<chessArray1[0].length;j++){if(chessArray1[i][j]!=0){sparseArray1[count+1][0]=i;sparseArray1[count+1][1]=j;sparseArray1[count+1][2]=chessArray1[i][j];count++;}}}//4、 输出 稀疏数组
//        for(int i=0;i<sparseArray1.length;i++){
//            System.out.printf("%d\t%d\t%d\n",sparseArray1[i][0],sparseArray1[i][1],sparseArray1[i][2]);
//        }//5、 将 稀疏数组 恢复成 二维数组//    稀疏数组转原始的二维数组的思路//    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，比如上面的  chessArr2 = int [11][11]//    2) 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.int row=sparseArray1[0][0],col=sparseArray1[0][1];int chessArray2[][]=new int[row][col];  //重新创建一个二维数组for(int i=1;i<sparseArray1.length;i++){//稀疏数组每一行的第一列是二维数组里的行号，第二列是列号，第三列是数据chessArray2[sparseArray1[i][0]][sparseArray1[i][1]]=sparseArray1[i][2];}
//        for(int[] r:chessArray2){
//            for(int data:r){
//                System.out.printf("%d\t",data);
//            }
//            System.out.println();
//        }//6、 练习题 ：将稀疏数组输出到文件当中 然后再从文件中读取并恢复二维数组try{String string=new String("sparseArray.txt");FileWriter fw=new FileWriter(string);for(int[] row1:sparseArray1) {for (int data : row1) {fw.write(data+"\t");}}fw.close();}catch(IOException e){e.printStackTrace();}try {List<Integer> l=new ArrayList<>();String string=new String("sparseArray.txt");File f=new File(string);BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader(f));
//            String s=br.readLine();
//            System.out.println(s);
//            String[] numbers=s.split("\t");
//            System.out.println(numbers[3]);  //用来检查错误的代码String s=null;while((s=br.readLine())!=null){String[] sn=s.split("\t");for(String sc:sn) {int i = Integer.parseInt(sc);l.add(i);}}int r=l.get(0),c=l.get(1);int chessArray3[][]=new int[r][c];  //重新创建一个二维数组for(int i=3;i<l.size();i++){//稀疏数组每一行的第一列是二维数组里的行号，第二列是列号，第三列是数据if(i%3==0) chessArray3[l.get(i)][l.get(i+1)]=l.get(i+2);}for(int[] three:chessArray3) {for (int data : three) {System.out.printf("%d\t", data);}System.out.println();}br.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}
}

笔记

split()函数报错：读取文件的时候，分割从文件当中读到的一整行数据，忘记写文件的时候用的分隔符是‘\t’。所以一直在用空格去分割，自然得不到正确的结果。

参考资料

[1] 尚硅谷-韩顺平 Java数据结构和算法课件

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