Chapter 3 Sparse Arrays and Queues (1) (Sparse Arrays)

3.1 Sparse sparsearray array

3.1.1 First look at an actual demand

In the backgammon program written, there are functions of saving, exiting and reloading .

Analysis of the problem: Because many values ​​​​of the two-dimensional array are the default value 0. Therefore, a lot of meaningless data
is recorded . -> Sparse array

3.1.2 Basic introduction

When most elements in an array are 0, or an array of the same value, you can use a sparse array to save the array.

Sparse arrays are handled by .

1. How many rows and columns are there in the record array , and how many different values ​​are there?
2. Record the rows, columns and values ​​of elements with different values ​​in a small-scale array, thereby reducing the size of the program

Sparse array example

3.1.3 Application examples

1. Use sparse arrays, to keep 2D arrays like the previous ones (chessboards, maps, etc.)
2. Save the sparse array and restore the original two-dimensional array
3. Overall thinking analysis
   
4. the code

/**
 * 稀疏数组
 */
public class SparseArray {
    
    
    /**
     * 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
     * <p>
     * 稀疏数组转原始的二维数组的思路
     * <p>
     * 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.
     */

    /**
     * 有效数据的个数
     */
    static int sum = 0;

    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建一个原始的二维数组 11*11
        int chessArrSource[][] = new int[11][11];
        //稀疏数组
        int sparseArr[][] = null;
        //转换后的 二维数组
        int chessArrConvert[][] = null;

        //1.默认棋盘
        defaultChessBoard(chessArrSource);

        //2.二维数组 转 稀疏数组
        sparseArr = toSparseArray(chessArrSource, sparseArr);

        //3.稀疏数组 转 二维数组
        toDoubleDimensionalArray(sparseArr, chessArrConvert);
    }

    /**
     * 1.默认棋盘
     *
     * @param chessArrSource
     */
    public static void defaultChessBoard(int chessArrSource[][]) {
    
    
        //0：没有棋子，1：黑棋子，2：蓝棋子
        chessArrSource[1][2] = 1;
        chessArrSource[2][3] = 2;

        //输出原始的二维数组
        System.out.println("原始的二维数组：");
        /**
         * 第一维的数组长度是：intArray.length;
         * 第二维的数组长度是：intArray[index].length;
         *  注： index即索引（下标）的意思。
         */
        for (int[] row : chessArrSource) {
    
    
            for (int data : row) {
    
    
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }
    }

    /**
     * 2.二维数组 转 稀疏数组
     */
    public static int[][] toSparseArray(int chessArrSource[][], int sparseArr[][]) {
    
    
        //2.二维数组 转 稀疏数组的思路
        //2.1. 遍历  原始的二维数组，得到有效数据的个数 sum
        for (int[] row : chessArrSource) {
    
    
            for (int data : row) {
    
    
                if (data != 0) {
    
    
                    sum++;
                }
            }
        }

        //2.2. 根据sum 就可以创建 稀疏数组 sparseArr   int[sum + 1] [3]
        sparseArr = new int[sum + 1][3];

        sparseArr[0][0] = chessArrSource.length;//行数
        sparseArr[0][1] = chessArrSource.length;//列数
        sparseArr[0][2] = sum;//有效数据个数

        //2.3. 将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组
        int count = 0;//count用于记录是第几个非0数据
        for (int i = 1; i < chessArrSource.length; i++) {
    
    
            for (int j = 1; j < chessArrSource.length; j++) {
    
    
                if (chessArrSource[i][j] != 0) {
    
    
                    count++;
                    sparseArr[count][0] = i;
                    sparseArr[count][1] = j;
                    sparseArr[count][2] = chessArrSource[i][j];
                }
            }
        }

        //输出稀疏数组的形式
        System.out.println();
        System.out.println("稀疏数组：");
        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]);
        }

        return sparseArr;
    }

    /**
     * 3.稀疏数组 转 二维数组
     */
    public static void toDoubleDimensionalArray(int sparseArr[][], int chessArrConvert[][]) {
    
    
        //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]
        chessArrConvert = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];

        //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.
        for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
    
    
            chessArrConvert[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
        }

        //输出转换后的二维数组
        System.out.println();
        System.out.println("转换后的二维数组：");
        for (int[] row : chessArrConvert) {
    
    
            for (int data : row) {
    
    
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

原始的二维数组：
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	

稀疏数组：
11	11	2	
1	2	1	
2	3	2	

转换后的二维数组：
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	

5. Exercise requirements:
   On the basis of the previous ones, save the sparse array to the disk, for example,
   when map.data restores the original array, read map.data to restore