稀疏数组

基本介绍

 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一个值得数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组。
 稀疏数组的处理方法：
  1. 记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值。
  2. 把具有不同值得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。

稀疏矩阵第一行记录几行几列多少个值，往下的每行记录每个数据的位置和值。

案例

稀疏数组和普通数组的相互转换。

package com.sparseArray;

import java.io.*;

public class SparseArray {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        sparseArrayToArray(readSparseArray());
    }

    /**
     * 写入普通矩阵
     * @throws IOException
     */
    public static void writeArray() throws IOException {
        int[][] chessArray = new int[11][11];
        FileWriter fw = new FileWriter("D:\\java\\IDEA_projects\\数据结构与算法\\DataStructures\\data\\array.data");
        chessArray[1][3] = 1;
        chessArray[2][6] = 2;
        for (int[] row : chessArray) {
            for (int col : row) {
                fw.write(col+"\t");
            }
            fw.write("\n");
        }
        fw.close();
    }

    /**
     * 读取普通矩阵
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static int[][] readArray() throws IOException{
        File file = new File("D:\\java\\IDEA_projects\\数据结构与算法\\DataStructures\\data\\array.data");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        byte[] bytes = new byte[(int) file.length()];
        fis.read(bytes);
        String s = new String(bytes);
        String[] rows = s.split("\n");
        String[][] array = new String[rows.length][];
        for (int i = 0; i < rows.length; i++) {
            array[i] = rows[i].split("\t");
        }
        int[][] result = new int[rows.length][array[0].length];
        for (int i = 0; i < result.length; i++) {
            for (int j = 0; j < result[0].length; j++) {
                result[i][j] = Integer.parseInt(array[i][j]);
            }
        }
        fis.close();
        return result;
    }

    /**
     * 将矩阵转换为稀疏矩阵
     * @param array
     * @throws IOException
     */
    public static void arrayToSparseArray(int[][] array) throws IOException {
        //数据个数
        int sum  = 0;
        for (int[] row : array) {
            for (int col : row) {
                if(col != 0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        //稀疏矩阵
        int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];
        sparseArray[0][0] = array.length;
        sparseArray[0][1] = array[0].length;
        sparseArray[0][2] = sum;
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[0].length; j++) {
                if(array[i][j] != 0){
                    count++;
                    sparseArray[count][0] = i;
                    sparseArray[count][1] = j;
                    sparseArray[count][2] = array[i][j];
                }
            }
        }
        FileWriter fw = new FileWriter("D:\\java\\IDEA_projects\\数据结构与算法\\DataStructures\\data\\sparseArray.data");
        for (int[] row : sparseArray) {
            for (int col : row) {
                fw.write(col+"\t");
            }
            fw.write("\n");
        }
        fw.close();
    }


    /**
     * 读取稀疏矩阵
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static int[][] readSparseArray() throws IOException {
        File file = new File("D:\\java\\IDEA_projects\\数据结构与算法\\DataStructures\\data\\sparseArray.data");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        byte[] bytes = new byte[(int) file.length()];
        fis.read(bytes);
        String s = new String(bytes);
        String[] rows = s.split("\n");
        String[][] array = new String[rows.length][];
        for (int i = 0; i < rows.length; i++) {
            array[i] = rows[i].split("\t");
        }
        int[][] result = new int[rows.length][array[0].length];
        for (int i = 0; i < rows.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[0].length; j++) {
                result[i][j] = Integer.parseInt(array[i][j]);
            }
        }
        fis.close();
        return result;
    }


    /**
     * 将稀疏矩阵转换为普通矩阵
     * @param sparseArray
     */
    public static void sparseArrayToArray(int[][] sparseArray){
        int[][] array = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
        for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
            array[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
        }
        for (int[] row : array) {
            for (int col : row) {
                System.out.printf("%d\t",col);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}