从零开始的数据结构与算法

一丶线性结构与非线性结构

1.线性结构

1)线性结构是作为最常用的数据结构,其特点是元素之间存在一对一的线性关系。例(a[0]=30,当a下标等于0的时候就唯一对应一个值等于30,这种就叫一对一,线性关系)

2)线性结构有两种不同的存储结构,即顺序存储结构(数组)和链式存储结构(链表),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。例(a[0]、a[1],a[2]…地址是连续的)

3)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,元素节点中存放的数据元素以及相邻元素的地址信息。;例(每一个数据相当于一个节点,通过其中的指针或地址相互链接的,这个数据或叫节点跟下一个节点他们的地址不一定是连续的,这样链表就有一个好处可以充分的利用碎片内存。)

4)线性结构常见的有:数组、队列、链表和栈。(记住别学完不知道最基本的线性结构包括哪些!!)后面细说。

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

二丶稀疏数组和队列

1.先看实际需求

》》编写五子棋程序中,有存盘退出和续上盘的功能。
在这里插入图片描述
》》使用二维数组记录棋盘
在这里插入图片描述
》》分析问题:
因为该二维数组的很多值是默认值0,因此记录了很多没有意义的数据——>稀疏数组。

2.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

3.稀疏数组举例说明

》》原始的二维数组
6x7=42
在这里插入图片描述
》》稀疏数组
9x3=27
在这里插入图片描述

4.稀疏数组应用实例

1)使用稀疏数组,来保留类似前面的二维数组(棋盘、地图等等)
2)把稀疏数组存盘,并且可以从新恢复原来的二维数组
3)整体思路
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
二维数组 转 稀疏数组的思路
1.遍历原始的数组,得到有效数据的个数sum。(这里指1 和 2 总共有2个有效数据 所以sum=2)
2.根据sum就可以 就可以创建稀疏数组sparseArr int[sum+1][3]。(因为是从0行0列开始,所以sum+1行,列就是3固定)
3.将二维数组的有效数据存入到稀疏数组中。(所以得到 11 11 2 指原始数组有11行11列和2个有效数字。 1 2 1 指第二行 第三列 有效数据具体数字为1)

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](因为稀疏数组第一行为 11 11 2 所以就会知道原始二维数组是11行11列 )
2.再读取稀疏数组后几行的数据,并赋给原始的二维数组即可。

》》因为要存盘,还需呀把稀疏数组存盘到文件中 要恢复原始数组 同理…

4)代码实现

public class SparseArray {
public static void main(String[] args) {
//创建一个原始的二维数组11*11
//0;表示没有棋子,1表示黑子,2表示蓝子
int chessArr1[][] = new int[11][11];
chessArr1[1][2] = 1;
chessArr1[2][3] = 2;
chessArr1[4][2] = 2;
//输出原始的二维数组
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
	//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.创建一个对应的稀疏数组
	int sparseArr[][] = new int[sum+1][3];
	sparseArr[0][0] = 11;
	sparseArr[0][1] = 11;
	sparseArr[0][2] = sum;
	//遍历二维数组,将非0的值存放到sparseArr中
	int count = 0;
	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];
			}
		}
		
}
	//输出稀疏数组的形式
			System.out.println();
			System.out.println("得到的稀疏数组为~~~" );
			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]);
			}
			System.out.println();
	//将稀疏数组 转 原始的二维数组
	//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
			int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
	//2.在读取稀疏数组后几行的数据(从第二行开始),并赋给原始的二维数组
			for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
				chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
			}
			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();
			}

}
}


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