编写的五子棋程序中， 有存盘退出和续上盘的功能。
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。
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:
稀疏数组举例说明：
使用稀疏数组， 来保留类似前面的二维数组(棋盘、 地图等等)
把稀疏数组存盘， 并且可以从新恢复原来的二维数组数
整体思路分析
二维数组 转 稀疏数组的思路
sumint[sum + 1][3] sparseArr稀疏数组转原始的二维数组的思路
int[11][11] chessArr2 代码实现
public class SparseArrayTest {
public static void main(String[] args) {
// 原始数据
// 模拟 11*11 棋盘，0 表示没有棋子，1 表示黑子，2 表示白子
int[][] chessArr = new int[11][11];
chessArr[1][2] = 1;
chessArr[2][3] = 2;
chessArr[4][5] = 2;
// 打印数组
System.out.println("打印棋盘二维数组");
printArr(chessArr);
System.out.println("将二维数组转为稀疏数组");
int[][] sparseArr = transToSparseArr(chessArr);
System.out.println("将稀疏数组存入文件");
saveSparseArrToFile(sparseArr);
System.out.println("从文件中读取稀疏数组");
sparseArr = readFromFile();
System.out.println("稀疏数组转为二维数组");
transToChessArr(sparseArr);
}
private static void transToChessArr(int[][] sparseArr2) {
int[][] chessArr2 = new int[sparseArr2[0][0]][sparseArr2[0][1]];
for (int i = 1; i < sparseArr2.length; i++) {
chessArr2[sparseArr2[i][0]][sparseArr2[i][1]] = sparseArr2[i][2];
}
printArr(chessArr2);
}
private static int[][] readFromFile() {
// 因为不确定行数，确定列数，所以定义一个行列翻转的二维数组
int row = 0;
List<Integer> list = new ArrayList<>();
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.map"))) {
String str;
while ((str = br.readLine()) != null) {
String[] split = str.split("\t");
list.add(Integer.valueOf(split[0]));
list.add(Integer.valueOf(split[1]));
list.add(Integer.valueOf(split[2]));
row++;
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
int[][] sparseArr = new int[row][3];
int rowNum = -1;
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
if (i % 3 == 0) {
rowNum++;
}
sparseArr[rowNum][i % 3] = list.get(i);
}
System.out.println("打印稀疏数组");
printArr(sparseArr);
return sparseArr;
}
private static void saveSparseArrToFile(int[][] sparseArr) {
try (FileWriter fw = new FileWriter("data.map");) {
for (int[] row : sparseArr) {
for (int val : row) {
fw.write(val + "\t");
}
fw.write("\r\n");
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static int[][] transToSparseArr(int[][] chessArr1) {
// 非 0 值个数
int non0sum = 0;
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1[i].length; j++) {
if (chessArr1[i][j] != 0) {
non0sum++;
}
}
}
// 定义稀疏数组
// 第一行为 总行数、总列数、非0值个数
// 其他行为 行号、列号、非0值
int[][] sparseArr = new int[non0sum + 1][3];
// 第一列赋值
sparseArr[0][0] = chessArr1.length;
sparseArr[0][1] = chessArr1[0].length;
sparseArr[0][2] = non0sum;
// 其他行赋值
// 定义计数器，表示稀疏数组行号
int count = 0;
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1[i].length; j++) {
if (chessArr1[i][j] != 0) {
count++;
sparseArr[count][0] = i;
sparseArr[count][1] = j;
sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
}
}
}
System.out.println("打印稀疏数组");
printArr(sparseArr);
return sparseArr;
}
private static void printArr(int[][] chessArr1) {
for (int[] row : chessArr1) {
for (int val : row) {
System.out.printf("%d\t", val);
}
System.out.println();
}
}
}
排队系统
队列是一个有序列表， 可以用数组或是链表来实现。
遵循先入先出的原则。 即： 先存入队列的数据， 要先取出。 后存入的要后取出
示意图： (使用数组模拟队列示意图)
队列本身是有序列表， 若使用数组的结构来存储队列的数据， 则队列数组的声明如下图, 其中 maxSize 是该队列的最大容量。
因为队列的输入、 输出是分别从前后端来处理， 因此需要两个变量 front 及 rear 分别记录队列前后端的下标，front 会随着数据输出而改变， 而 rear 则是随着数据输入而改变
当我们将数据存入队列时称为 addQueue ， addQueue 的处理需要有两个步骤：
代码实现
public class ArrayQueue {
// 使用数组模拟队列
private int[] arr;
// 队列的最大长度
private int maxSize;
// 头索引，表示队列最前的数据的索引前一位
private int front;
// 尾索引，表示队列最后的数据的索引
private int rear;
public ArrayQueue(int maxSize) {
this.maxSize = maxSize;
arr = new int[maxSize];
front = -1;
rear = -1;
}
/**
* 判断队列是否已满
*
* @return
*/
public boolean isFull() {
return rear == maxSize - 1;
}
/**
* 判断队列是否为空
*
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return front == rear;
}
/**
* 向队列中添加元素
*/
public void addToQueue(int n) {
if (isFull()) {
System.out.println("队列已满，不能添加元素");
return;
}
rear++;
arr[rear] = n;
}
/**
* 从队列中获取数据
*/
public int getFromQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空，无法获取数据");
}
front++;
return arr[front];
}
/**
* 打印队列数据
*/
public void printQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空");
}
for (int i = front + 1; i < front + 1 + size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d", i, arr[i]);
System.out.println();
}
}
/**
* 队列中的有效数据位数
*
* @return
*/
public int size() {
return rear - front;
}
/**
* 显示队列的首位数据，不出队列
*
* @return
*/
public int headQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空，无法获取数据");
}
return arr[front + 1];
}
public static void main(String[] args) {
//创建一个队列
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
char key = ‘ ‘; //接收用户输入
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): 从队列取出数据");
System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
switch (key) {
case ‘s‘:
queue.printQueue();
break;
case ‘a‘:
System.out.println("输出一个数");
int value = scanner.nextInt();
queue.addToQueue(value);
break;
case ‘g‘: //取出数据
try {
int res = queue.getFromQueue();
System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case ‘h‘: //查看队列头的数据
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case ‘e‘: //退出
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出~~");
}
}
问题分析并优化
目前数组使用一次就不能用， 没有达到复用的效果
将这个数组使用算法， 改进成一个环形的队列 取模： %
对前面的数组模拟队列的优化， 充分利用数组。因此将数组看做是一个环形的。 (通过取模的方式来实现即可)
分析说明：
思路如下:
代码实现：
public class ArrayCircleQueue {
// 使用数组模拟队列
private int[] arr;
// 队列的最大长度，比可用空位大 1，空一位作为约定队尾
private int maxSize;
// 头索引，表示队列最前的数据的索引
private int front;
// 尾索引，表示队列最后的数据的索引后一位
private int rear;
public ArrayCircleQueue(int maxSize) {
this.maxSize = maxSize;
arr = new int[maxSize];
front = 0;
rear = 0;
}
/**
* 判断队列是否已满
*
* @return
*/
public boolean isFull() {
return (rear + 1) % maxSize == front;
}
/**
* 判断队列是否为空
*
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return front == rear;
}
/**
* 向队列中添加元素
*/
public void addToQueue(int n) {
if (isFull()) {
System.out.println("队列已满，不能添加元素");
return;
}
arr[rear] = n;
rear = (rear + 1) % maxSize;
}
/**
* 从队列中获取数据
*/
public int getFromQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空，无法获取数据");
}
int res = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;
return res;
}
/**
* 打印队列数据
*/
public void printQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空");
}
for (int i = front; i < front + size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
System.out.println();
}
}
/**
* 队列中的有效数据位数
*
* @return
*/
public int size() {
return (rear + maxSize - front) % maxSize;
}
/**
* 显示队列的首位数据，不出队列
*
* @return
*/
public int headQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空，无法获取数据");
}
return arr[front];
}
public static void main(String[] args) {
//创建一个队列
ArrayCircleQueue queue = new ArrayCircleQueue(4);
char key = ‘ ‘; //接收用户输入
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): 从队列取出数据");
System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
switch (key) {
case ‘s‘:
queue.printQueue();
break;
case ‘a‘:
System.out.println("输出一个数");
int value = scanner.nextInt();
queue.addToQueue(value);
break;
case ‘g‘: //取出数据
try {
int res = queue.getFromQueue();
System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case ‘h‘: //查看队列头的数据
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case ‘e‘: //退出
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出~~");
}
}
原文：https://www.cnblogs.com/huangwenjie/p/13660657.html