waitwolf 2020-06-08
一、数据结构与算法的关系
1.数据data结构(structure)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。
2.要学习好数据结构就要多多考虑如何将生活中遇到的问题,用程序去实现解决.
3.程序 = 数据结构 + 算法
4.数据结构是算法的基础, 换言之,想要学好算法,需要把数据结构学到位。
二、数据结构
1.数据结构包括:线性结构和非线性结构。
线性结构 线性结构作为最常用的数据结构,其特点是数据元素之间存在一对一的线性关系
线性结构有两种不同的存储结构,即顺序存储结构和链式存储结构。顺序存储的线性表称为顺序表,顺序表中的存储元素是连续的
链式存储的线性表称为链表,链表中的存储元素不一定是连续的,元素节点中存放数据元素以及相邻元素的地址信息
线性结构常见的有:数组、队列、链表和栈,后面我们会详细讲解.
2.非线性结构 非线性结构包括:二维数组,多维数组,广义表,树结构,图结构
三、稀疏(sparsearray)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:
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
稀疏数组举例说明:
存在一个6行7列的二维数组,可以转换成稀疏数组来进存储,可转换为
稀疏数组固定是有三列,而且第一行的数据也是固定的,[0][1]是原数组的行数,[0][2]是原数组的列数,[0][3]是原数组中不为0的值的个数。
稀疏数组除了第一行之外,其余的各行存储的是原数组中不为0的数在原数组中的行号、列号和值。比如稀疏数组的第1行,存储的是数值22在原数组中的位置以及值域。
稀疏数组的应用场景
编写的五子棋程序中,有存盘退出和续上盘的功能。
代码实现
/** * 五子棋算法:稀疏数组 */public class sparseArray { public static void main(String[] args) { //先创建原始数组,11行,11列,0表示没有落子,1表示黑子,2表示篮子 int [][] originalArray = new int[11][11]; originalArray[1][2] = 1; originalArray[2][3] = 2; //打印原始数组 int sum = 0;//sum是用来记录原始数组中大于0的数值的个数 for (int[] rows : originalArray) { for (int data : rows) { System.out.printf("%d\t",data); if(data!=0){ sum++; } } System.out.println(); } System.out.println("sum = "+sum); //创建稀疏数组 int [][] sparseArray = new int[sum+1][3]; //给稀疏数组的第一行复制 sparseArray[0][0] = originalArray.length; sparseArray[0][1] = originalArray[0].length; sparseArray[0][2] = sum; int count = 0;//记录稀疏数组的行号 //便利原数组,给稀疏数组赋值 for (int i = 0; i < originalArray.length; i++) { for (int j = 0; j < originalArray[i].length; j++) { if(originalArray[i][j]!=0){ count++; sparseArray[count][0] = i; sparseArray[count][1] = j; sparseArray[count][2] = originalArray[i][j]; } } } //将稀疏数组保存到文件中 File file = new File("文件地址"); FileWriter fileWriter = null; try { fileWriter = new FileWriter(file); for (int i = 0; i < sparseArray.length; i++) { for (int j = 0; j < sparseArray[i].length; j++) { fileWriter.write(sparseArray[i][j]+"\t"); } fileWriter.write("\r\n"); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally { try { fileWriter.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } //读取文件中的稀疏数组 FileReader fileReader = null; BufferedReader bufferedReader = null; String lineVal;//一行的记录 int row = 0;//记录行号 try { fileReader = new FileReader(file); bufferedReader = new BufferedReader(fileReader); while ((lineVal = bufferedReader.readLine()) != null){ String[] split = lineVal.split("\t"); sparseArray[row][0] = Integer.parseInt(split[0]); sparseArray[row][1] = Integer.parseInt(split[1]); sparseArray[row][2] = Integer.parseInt(split[2]); row++; } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally { try { fileReader.close(); bufferedReader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } //打印稀疏数组 System.out.println("稀疏数组为~~~~~~~"); for (int i = 0; i < sparseArray.length; i++) { System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n",sparseArray[i][0],sparseArray[i][1],sparseArray[i][2]); } //在将稀疏数组转为原数组 int newArray[][] = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]]; for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) { newArray[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2]; } //重新打印原数组 System.out.println("原数组为~~~~~~~~"); for (int[] rows : newArray) { for (int data : rows) { System.out.printf("%d\t",data); } System.out.println(); } }}
运行结果
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 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 sum = 2 稀疏数组为~~~~~~~ 2 1 2 原数组为~~~~~~~~ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 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