数据结构与算法

线性结构与非线性结构

1. 线性结构是最常用的数据结构，特点是数据元素之间存在一对一的线性关系
2. 线性结构有两种不同的存储结构，即顺序存储结构和链式存储结构，顺序存储的线性表成为顺序表，顺序表中的存储元素是连续的
3. 链式存储的线性表成为链表，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
4. 线性结构常见的有：数组、队列、链表、栈
5. 非线性结构包括二维数组、多维数组、广义表、树、图

稀疏数组 问题导入

在一个五子棋游戏的程序中，需要实现存盘退出和续上盘的功能，可以将棋盘上的黑子、白子、空格分别用三个数字代替，根据棋盘的长宽存入一个MN的二维数组中，**这就需要MN个数字的内存来存放**。

但是在棋盘中，大部分格子都是空格，少部分是黑子和白子，前面所述的方式存储了太多没有意义的数据，对于这种一个数组中大部分元素为同一个值时，就可以采用稀疏数组来对数组进行压缩存储

稀疏数组的构成

稀疏数组一共有三列
假设大部分元素都是0

1. 第一行：第一列记录二维数组的行数，第二列记录二维数组的列数，第三列记录二维数组中与0不同的元素个数
2. 后续行：第一列记录有效数据的行号，第二列记录有效数据的列号，第三列记录有效数据的值

稀疏数组的转换 二维数组转稀疏数组并存储

/**
	 * 将二维数组转换为稀疏数组存储
	 * 
	 * @param originArray
	 *            原始的二维数组
	 * @param baseNum
	 *            二维数组中重复最多的数据
	 */
	private static String saveSparseArray(int[][] originArray, int baseNum) {

		int lineNum = originArray.length;// 获得二维数组的行数
		int columnNum = originArray[0].length;// 获得二维数组的列数

		int sum = 0;// 有效数据的总数
		// 1.遍历源二维数组,获得有效数据的个数,来构成稀疏数组的第一行
		for (int i = 0; i < lineNum; i++) {
			for (int j = 0; j < columnNum; j++) {
				if (originArray[i][j] != baseNum) {
					sum++;
				}
			}
		}
		int sparseArray[][] = new int[sum + 1][3]; // 创建稀疏数组
		// 初始化稀疏数组的第一行
		sparseArray[0][0] = lineNum;
		sparseArray[0][1] = columnNum;
		sparseArray[0][2] = sum;

		int current = 0;// 记录当前存入的是第几个有效数据，对应存入稀疏数组的行号
		// 2.再次遍历源二维数组,将有效数据记录到稀疏数组中
		for (int i = 0; i < lineNum; i++) {
			for (int j = 0; j < columnNum; j++) {
				if (originArray[i][j] != baseNum) {
					current++;
					sparseArray[current][0] = i;// 数据的行号存入第一列
					sparseArray[current][1] = j;// 数据的列号存入第二列
					sparseArray[current][2] = originArray[i][j];// 数据值存入第三列

				}
			}
		}

		// // 打印稀疏数组
		// System.out.println("得到的稀疏数组为");
		// for(int i=0;i
		// for(int j=0;j<3;j++) {
		// System.out.print(sparseArray[i][j]+"\t");
		// }
		// System.out.println();
		// }

		// 3.保存稀疏数组
		FileWriter writer = null;
		String path = null;
		try {
			// 创建需要写入的文件
			path = SparseArray.class.getResource("").getPath() + "sparseArray.txt";// 写入的文件路径
			File sparseArrayFile = new File(path);
			writer = new FileWriter(sparseArrayFile);
			for (int i = 0; i < sum + 1; i++) {
				for (int j = 0; j < 3; j++) {
					writer.append(String.valueOf(sparseArray[i][j]) + "#");
				}
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {

			if (writer != null) {
				try {
					writer.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				writer = null;
			}
		}
		return path;
	}

稀疏数组文件读取转换为二维数组

/**
	 * 获取存储的稀疏数组文件
	 * 
	 * @param url
	 *            文件保存地址
	 */
	private static int[][] getSparseArray(String url) {
		// 1.读取稀疏数组文件
		int[][] sparseArray = null;
		FileReader reader = null;
		BufferedReader bufferReader = null;
		try {
			File sparseArrayFile = new File(url);
			reader = new FileReader(sparseArrayFile);
			// 创建缓冲区读取器
			bufferReader = new BufferedReader(reader);
			String[] strs = bufferReader.readLine().split("#");// 读取文件
			// 初始化稀疏数组,行数为字符串数组长度除以三
			sparseArray = new int[strs.length / 3][3];
			int length = strs.length;
			int current = 0;
			for (int i = 0; i < length; i++) {
				// 通过取模将数据依次赋值
				sparseArray[current][i % 3] = Integer.parseInt(strs[i]);
				// 赋值三个数据之后表示一行结束
				if (i+1 % 3 == 0 && i > 0) {
					current++;
				}
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if (reader != null) {
				try {
					reader.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				reader = null;
			}
		}
		// 2.通过稀疏数组第一行的数据初始化二维数组
		int[][] resArray = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
		for (int i = 1; i < sparseArray[0][2] + 1; i++) {
			resArray[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
		}
		return resArray;
	}