1.1.数组-稀疏数组

1.定义

稀疏数组（Sparse Array）：当一个数组中的大部分元素为相同的值（0），可使用稀疏数组来保存该数组，可以将稀疏数组看做是普通数组的压缩，避免存储许多无用或相同数据而造成空间浪费。

2.处理方法

1)记录数组一共有几行几列，和不同的值的个数。
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。

原始的二维数组（10*10）
0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   
0   0   1   0   0   0   0   0   0   0   
0   0   2   1   0   0   0   0   0   0   
0   0   0   0   0   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   

```java
稀疏数组
10  10  4   //原始二维数组的行，列，不同的值（非0值）的个数
1   2   1   //以下为每一个不同值的行，列，值
2   2   2   
2   3   1   
4   6   2

3.实现思路

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] （稀疏数组始终是3列）。

3.将二维数组的有效数据数据存入到稀疏数组。

4.将稀疏数组存到本地磁盘中。

稀疏数组转原始的二维数组的思路

1.从本地磁盘中获取稀疏数组。

2.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]。

3.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。

4.代码实例

/**
 * 稀疏数组的代码实现--以实现五子棋程序为例
 * @author GreyPigeon mail:2371849349@qq.com
 * @since 2023-12-12-10:49
 **/
public class SparseArray {
    public static void main(String[] args){
        //创建一个原始的二维数组10*10
        //0：表示没有棋子，1表示黑子，2表示白子
        int chessArr1[][] = new int[10][10];
        chessArr1[1][2] = 1;
        chessArr1[2][2] = 2;
        chessArr1[2][3] = 1;
        chessArr1[4][6] = 2;

        //遍历原始二维数组
        System.out.println("原始的二维数组");
        for (int[] row: chessArr1){
            for (int data: row){
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }

        //将二维数组转稀疏数组的思路
        //1.先遍历二维数组得到非0数据的个数
        int sum = 0;
        for(int i = 0; i < chessArr1.length; i++){
            for (int j = 0; j < chessArr1.length; j++){
                if (chessArr1[i][j] != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }

        //2.创建对应的稀疏数组
        int sparseArr[][] = new int[sum + 1][3];    //稀疏数组的列固定为3
        //给稀疏数组赋值
        sparseArr[0][0] = 10;   //10行
        sparseArr[0][1] = 10;   //10列
        sparseArr[0][2] = sum;   //非0个数

        //3.遍历二维数组，将非0数据存到sparseArr中
        int count = 0;  //count 用于记录是第几个非0数据
        for(int i = 0; i < chessArr1.length; i++){
            for (int j = 0; j < chessArr1.length; j++){
                if (chessArr1[i][j] != 0) {
                    count++;
                    sparseArr[count][0] = i;
                    sparseArr[count][1] = j;
                    sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
                }
            }
        }

        //输出稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组");
        for (int[] row: sparseArr){
            for (int data: row){
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }

        //4.将稀疏数存入磁盘文件
        try {
            saveSparseArrayToDisk(sparseArr, "sparseArray.txt");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }


        System.out.println("--------------稀疏数组恢复成原始数组操作---------------");

        //1.从文件获取稀疏数组
        try {
            sparseArr = getSparseArrayFromDisk("sparseArray.txt");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //输出稀疏数组
        System.out.println("从文件获取稀疏数组");
        for (int[] row: sparseArr){
            for (int data: row){
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }

        //2.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。
        int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];

        //3.在读取稀硫数组后几行（第二行）的数据，并赋给原始的二维数组即可
        for (int i= 1; i < sparseArr.length; i++){
            chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
        }

        //输出恢复后的二维数组
        System.out.println();
        System.out.println("恢复后的二维数组");
        for (int[] row: chessArr2){
            for (int data: row){
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }

    }

    /**
     * 将稀疏数组存入磁盘中
     * @param sparseArray
     * @return void
     **/
    public static void saveSparseArrayToDisk(int[][] sparseArray, String filePath) throws IOException {

        try {
            // 创建文件输出流
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath);
            // 创建 ObjectOutputStream 对象
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
            // 将二维数组写入文件
            oos.writeObject(sparseArray);
            // 关闭文件输出流
            oos.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 获取文件中存入的的稀疏数组
     * @param
     * @return int[][]
     **/
    public static int[][] getSparseArrayFromDisk(String filePath) throws IOException {

        int[][] sparseArray;
        try {
            // 创建文件输入流
            FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);
            // 创建 ObjectInputStream 对象
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
            // 读取二维数组
            sparseArray = (int[][]) ois.readObject();
            // 关闭文件输入流
            ois.close();

            return sparseArray;
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }
}

5.应用场景

• 数据序列化到磁盘上，减少数据量，在IO过程中提高效率。