目录
一、稀疏数组和队列
1、稀疏数组
1.1 稀疏数组介绍
当一个二维数组中很多的值是默认值0时,会记录很多没有意义的数据,因此就可以使用稀疏数组来解决该问题
1.2 稀疏数组操作思路
package duilie;
public class xishushuzu1 {
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[3][5]=2;
//输出原始的二维数组
for (int[] row : chessArr1) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t", data);
}
System.out.println();
}
//将二维数组转为稀疏数组
//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 < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; j++) {
if (chessArr1[i][j] != 0) {
sum++;
}
}
}
//2、创建对应的稀疏数组
int sparseArr[][] = new int[sum + 1][3];
//给稀疏数组赋值
sparseArr[0][0] = 11;
sparseArr[0][1] = 11;
sparseArr[0][2] = sum;
//遍历二维数组,将非0的值记录到稀疏数组中
int count = 0;//count用来记录是第几个非0数据
for (int i = 0; i < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; 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("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]);
}
//将稀疏数组还原成原数组
//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),并赋值给原始的二维数组
for(int i=1;i<sparseArr.length;i++){
chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]]=sparseArr[i][2];
}
//输出恢复后的二维数组
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();
}
}
}
2、队列
2.1 队列介绍
2.2 数组模拟队列实现思路
package duilie;
import java.util.Scanner;
public class duilietest {
public static void main(String[] args) {
//创建一个队列
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
char key = ' '; //接受用户输入
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
//输出一个菜单
while (loop) {
System.out.println("s(show): 显示队列");
System.out.println("e(exit): 退出程序");
System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
System.out.println("g(get): 从队列里取出数据");
System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
key = scanner.next().charAt(0);
switch (key) {
case 's':
queue.showQueue();
break;
case 'a':
System.out.println("输入一个数");
int value = scanner.nextInt();
queue.addQueue(value);
break;
case 'g':
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("取出的数是%d\n",res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h'://查看队列头的数据
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e':
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出");
}
}
//使用数组模拟队列-编写一个ArrayQueue类
class ArrayQueue {
private int maxSize; //表示数组的最大容量
private int front; //队列头
private int rear; //队列尾
private int[] arr; //该数组用于存放数据,模拟队列
//创建队列的构造器
public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[arrMaxSize];
front = -1; //指向队列头部,分析出front是指向队列头的前一个位置
rear = -1; //指向队列尾部(就是队列的最后一个数据)
}
//判断队列是否满
public boolean isFull() {
return rear == maxSize - 1;
}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
//添加数据到队列
public void addQueue(int n) {
//判断队列是否满
if (isFull()) {
System.out.println("队列已满,无法加入数据");
return;
}
rear++;
arr[rear] = n;
}
//获取队列的数据,出队列
public int getQueue() {
//判断队列是否为空
if (isEmpty()) {
//通过抛出异常来处理空
throw new RuntimeException("队列空,不能取数据");
}
front++;//front后移
return arr[front];
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
//遍历
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空,没有数据");
return;
}
for(int i=0;i<arr.length;i++){
System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i]);
}
}
//显示队列的头数据,注意不是取出数据
public int headQueue(){
if(isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空,没有数据");
}
return arr[front+1]; //front指向的是头的前一个位置,因此要加1
}
}
2.3 数组模拟环形队列(优化)
package duilie.数组环形模拟;
import java.util.Scanner;
public class duilieTest2 {
public static void main(String[] args) {
//创建一个队列
CircleArray queue=new CircleArray(4); //设置4,其队列的有效数据最大为3
char key = ' '; //接受用户输入
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
//输出一个菜单
while (loop) {
System.out.println("s(show): 显示队列");
System.out.println("e(exit): 退出程序");
System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
System.out.println("g(get): 从队列里取出数据");
System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
key = scanner.next().charAt(0);
switch (key) {
case 's':
queue.showQueue();
break;
case 'a':
System.out.println("输入一个数");
int value = scanner.nextInt();
queue.addQueue(value);
break;
case 'g':
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("取出的数是%d\n",res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h'://查看队列头的数据
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e':
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出");
}
}
class CircleArray {
private int maxSize; //表示数组的最大容量
//front 变量的含义做一个调整:front就指向队列的第一个元素,也就是arr[front]
private int front;
//rear变量的含义做一个调整:rear指向队列的最后一个元素的后一个位置,因为希望空出一个位置
private int rear;
private int[] arr; //该数组用于存放数据,模拟队列
//创建队列的构造器
public CircleArray(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[arrMaxSize];
}
//判断队列是否满
public boolean isFull() {
return (rear+1)%maxSize==front;
}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
//添加数据到队列
public void addQueue(int n) {
//判断队列是否满
if (isFull()) {
System.out.println("队列已满,无法加入数据");
return;
}
//直接将数据加入
arr[rear] = n;
//将rear后移,这里必须考虑取模
rear=(rear+1)%maxSize;
}
//获取队列的数据,出队列
public int getQueue() {
//判断队列是否为空
if (isEmpty()) {
//通过抛出异常来处理空
throw new RuntimeException("队列空,不能取数据");
}
/*这里需要分析出front是指向队列的一个元素
1、先把front对应的值保留到一个临时变量
2、将front后移,考虑取模
3、将临时保存的变量返回
*/
int value=arr[front];
front=(front+1)%maxSize;
return value;
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
//遍历
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空,没有数据");
return;
}
//思路:从front开始遍历,遍历多少个元素
//
for(int i=front;i<front+size();i++){
System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i%maxSize,arr[i%maxSize]);
}
}
//求出当前队列有效数据的个数
public int size(){
return (rear+maxSize-front)%maxSize;//取模运算是为了消去负数
}
//显示队列的头数据,注意不是取出数据
public int headQueue(){
if(isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空,没有数据");
}
return arr[front]; //front指向队列的第一个元素
}
}