Java二维数组与稀疏数组相互转换实现详解
目录
- 一、稀疏数组
- 1、什么是稀疏数组
- 2、图示
- 3、稀疏数组的表达方式
- 二、二维数组→稀疏数组
- 三、稀疏数组→二维数组
一、稀疏数组
1、什么是稀疏数组
当一个数组中大部分元素为0,或者为同一个值的数组时,可以用稀疏数组来保存该数组。稀疏数组,记录一共有几行几列,有多少个不为零的值或相同的值。
简单来说就是将大规模的数组缩小成小规模的数据,从而减少空间浪费。
2、图示
上面的图示中,左侧是二维数组,右侧是稀疏数组,将二维数组转成稀疏数组,明显的可以看出空间减少了,可以有效的节约空间,提高效率。那么二维数组怎么生成稀疏数组呢?其实很简单,因为二维数组有特定的格式,按格式将二维数组中的数据放入稀疏数组即可。
3、稀疏数组的表达方式
稀疏数组的列是固定的,只有三列,第一列表示二维数组的行,第二列表示二维数组的列,第三列表示二维数组非零数的个数。稀疏数组的第一行是固定的,用来表示总行数,总列数,总个数。其余行数根据个数而定。
二、二维数组→稀疏数组
根据上图所示:
第一步:创建二维数组
//首先创建二维数组 int[][] ChessArr1 = new int[11][11]; //赋值 ChessArr1[1][2] = 1; ChessArr1[2][3] = 2; //循环遍历得到非零个数 int num = 0; for(int[] row : ChessArr1) { for(int data : row) { if(data != 0) { num++; } } }
上面用到了增强for循环,第一个增强for循环表示每一个row代表一行(二维数组的行)也就相当与一维数组,第二个增强for循环再遍历一维数组得到每一个数据data来进行判断是否是非零数。
第二步:创建稀疏数组,并赋值
int[][] SparseArr = new int[num + 1][3]; //第一行赋值 SparseArr[0][0] = 11; SparseArr[0][1] = 11; SparseArr[0][2] = num;
前面分析的时候说了,第一行是固定的,二维数组的大小是知道的,所以行列的总数可以直接赋值,总有效个数也求了,也可以直接赋值。
第三步:遍历二维数组并赋值给稀疏数组
int count = 0; 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]; } } }
遍历二维数组,判断条件是这个数不等于零,此处需要一个计数变量,每符合一个非零数,计数变量就加一,可以用来表示稀疏数组的第几行,稀疏数组的列数是固定的,所以找到后直接进行赋值操作。
最后打印稀疏数组即可。
完整代码
//首先创建二维数组 int[][] ChessArr1 = new int[11][11]; //赋值 ChessArr1[1][2] = 1; ChessArr1[2][3] = 2; //将原始数组转 换成 稀疏数组 //1、先遍历原始数组得到非0数的个数 int num = 0; for(int[] row : ChessArr1) { for(int data : row) { if(data != 0) { num++; } } } //2、创建 稀疏数组 int[][] SparseArr = new int[num + 1][3]; //3、第一行赋值 SparseArr[0][0] = 11; SparseArr[0][1] = 11; SparseArr[0][2] = num; //4、循环赋非0值 int count = 0; 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]; } } } //5、打印稀疏数组 System.out.println("\n===打印稀疏数组==="); for(int[] row : SparseArr) { for(int data : row) { System.out.printf("%d\t",data); } System.out.println(); }
三、稀疏数组→二维数组
第一步:创建新的二维数组
//1、定义一个新的二维数组 int[][] ChessArr2 = new int[SparseArr[0][0]][SparseArr[0][1]];
二维数组的大小来自稀疏数组的第一行第一列和第一行第二列,也就是 SparseArr[0][0] 和 SparseArr[0][1] ;初始状态下的二维数组数据全为零。
第二步:循环遍历并赋值
//2、赋值 for(int i = 1; i <= SparseArr[0][2]; i++) { ChessArr2[SparseArr[i][0]][SparseArr[i][1]] = SparseArr[i][2]; }
因为除了少数是有效个数,其他全是零,所以我们只需要遍历有效个数。i 表示第几个有效个数也表示当前这个数在稀疏数组中的行,如上图所示:如 i = 1,表示在稀疏数组的第一行,它在二维数组中的位置为 (1,2),数值为 1 ;所以行和列分别是SparseArr[1][0]和SparseArr[1][1],数值为SparseArr[1][2]。
所以赋值表达式为:ChessArr2[SparseArr[i][0]][SparseArr[i][1]] = SparseArr[i][2]。
完整代码
//将稀疏数组 转换成 二维数组 //1、定义一个新的二维数组 int[][] ChessArr2 = new int[SparseArr[0][0]][SparseArr[0][1]]; //2、赋值 for(int i = 1; i <= SparseArr[0][2]; i++) { ChessArr2[SparseArr[i][0]][SparseArr[i][1]] = SparseArr[i][2]; } //3、打印新的二维数组 System.out.println("\n===新的二维数组==="); for(int[] row : ChessArr2) { for(int data : row) { System.out.printf("%d\t",data); } System.out.println(); }
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