极简Java数据结构-稀疏数组SparseArray

简介: 极简Java数据结构-稀疏数组SparseArray

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经典算法面试题

  • 字符串匹配问题:

    • 暴力匹配[简单,效率低下]
    • KMP算法《部分匹配表》
  • 汉罗塔游戏

    • 分治算法
  • 八皇后问题

    • 回溯算法
  • 马踏棋盘

    • 深度优化遍历算法(DFS)+贪心算法

数据结构和算法的关系

  • 数据结构是一门研究组织数据方式的学科,有了编程语言也就有了数据结构.学好数据结构可以编写出更加漂亮,更加有效率的代码。
  • 程序 = 数据结构 + 算法

常见算法

  • 修路问题 => 最小生成树(加权值)【数据结构】+ 普利姆算法
  • 最短路径问题 => 图+弗洛伊德算法
  • 汉诺塔 => 分支算法
  • 八皇后问题 => 回溯法

线性结构和非线性结构

  • 数据结构分为线性结构和非线性结构
  • 线性结构

    1. 数据元素之间一对一的的线性关系
    2. 有两种不同的存储结构:

      1. 顺序结构—>顺序表(元素连续)(数组)
      2. 链式存储结构—>链表(元素不一定是连续的,元素节点存放数据元素及相邻元素的地址信息)(链表)
    • 常见的结构有:数组、队列、链表和栈
  • 非线性结构

    • 二维数组、多维数组、广义表、树结构、图结构

稀疏表

  • 适用场景

    • 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:

    • 记录数组一共有几行几列,有多少个不同的值
    • 把具有不同值的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
  • 例子:

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  • 原始二维数组和稀疏数组之间的转换原理:

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  • 代码复现:

    package icu.lookyousmileface.sparsearray;
    
    import java.io.*;
    
    /**
     * @author 芝士味的椒盐
     * @title: SparseArray
     * @projectName DataStructure_Algorithm
     * @date 2020/12/14 10:17
     * 模拟棋盘
     */
    public class SparseArray {
    
        private static final int originalRow = 11;
        private static final int originalCol = 11;
        private static int itWorksNum;
        private static final File filePath = new File("map.data");
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //定义原始数组
            int[][] originalArray = new int[originalRow][originalCol];
            originalArray[1][2] = 1;
            originalArray[2][3] = 2;
            originalArray[3][4] = 2;
            System.out.println("原始数组状态:");
            for (int[] row : originalArray) {
                for (int data : row) {
                    itWorksNum = data != 0 ? ++itWorksNum : itWorksNum;
                    System.out.print(data+"\t");
                }
                System.out.println();
            }
    
    
            //定义稀疏数组 originalArray.length表示行,originalArray[0].length表示列
    
            int[][] sparseArray = new int[itWorksNum + 1][3];
            sparseArray[0][0] = 11;
            sparseArray[0][1] = 11;
            sparseArray[0][2] = itWorksNum;
            int count = 0;
            for (int i = 0; i < originalArray.length; i++) {
                for (int i1 = 0; i1 < originalArray[0].length; i1++) {
                    if (originalArray[i][i1] != 0) {
                        count++;
                        sparseArray[count][0] = i;
                        sparseArray[count][1] = i1;
                        sparseArray[count][2] = originalArray[i][i1];
                    }
                }
            }
            System.out.println("稀疏数组状态:");
            for (int[] row : sparseArray) {
                for (int data : row) {
                    itWorksNum = data != 0 ? ++itWorksNum : itWorksNum;
                    System.out.print(data+"\t");
                }
                System.out.println();
            }
    
            //稀疏数组写入到map.data
            FileWriter fileWriter = new FileWriter(filePath);
            for (int i = 0; i < sparseArray.length; i++) {
                for (int i1 = 0; i1 < sparseArray[0].length; i1++) {
                    fileWriter.write(sparseArray[i][i1] + "\t");
                }
                fileWriter.write("\r\n");
            }
            fileWriter.close();
    
    //        ----------复原-------
            //将map.data中的数据读取到稀疏数组中,先读取row确定row,col是确定的
            int row = 0;
            String line;
            BufferedReader bufferedReader = null;
            bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                ++row;
            }
            bufferedReader.close();
            //根据获得的row确定稀疏数组,切片
            int rowtmp = 0;
            int[][] originalArrayed = new int[row][3];
            bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                String[] splited = line.split("\t");
                for (int i = 0; i < splited.length; i++) {
                    originalArrayed[rowtmp][i] = Integer.parseInt(splited[i]);
                }
                ++rowtmp;
            }
    //        原始数组
            int[][] oArrays = new  int[originalArrayed[0][0]][originalArrayed[0][1]];
    
            for (int i = 1; i < originalArrayed.length; i++) {
                for (int i1 = 0; i1 < originalArrayed[0].length; i1++) {
                    if (true){
                        oArrays[originalArrayed[i][1]-1][originalArrayed[i][1]] = originalArrayed[i][2];
                        continue;
                    }
                }
            }
            System.out.println("稀疏数组复原状态:");
            for (int[] rowss : oArrays) {
                for (int data : rowss) {
                    System.out.print(data+"\t");
                }
                System.out.println();
            }
    
        }
    }
    

    执行结果:
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