1、数据结构包括:线性结构和非线性结构
2、稀疏数组:
(1)稀疏数组第一行记录的是:原来数组一共有多少行多少列,多少个值。
(2)二维数组转稀疏数组的基本步骤:
package com.atguigu.sparsearray; 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; //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 < chessArr1.length; i ++){ for (int j = 0; j < chessArr1[i].length; j++) { if (chessArr1[i][j] != 0){ sum ++; } } } System.out.println("sum = " + 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的值存放到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[i].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:"); for (int i = 0; i < sparseArr.length; i ++){ for (int j = 0; j < sparseArr[i].length; j ++){ System.out.printf("%d\t", sparseArr[i][j]); } System.out.println(); } //稀疏数组--->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. 再读取稀疏数组后几行的数据,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]; } //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(); } } }
3、队列:
(1)利用数组模拟队列:
package com.atguigu.queue; import java.util.Scanner; public class ArrayQueueDemo { 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.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("请输入一个数:"); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g': try { int res = queue.getQueue(); System.out.printf("取出的数据是%d\n", res); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'h': 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': scanner.close(); loop = false; 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[maxSize]; 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 ,指向队列尾的数据(即为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("队列满,不能加入数据!"); return; } rear ++; arr[rear] = n; } //获取队列的数据,出队列 public int getQueue(){ //判断队列是否空 if(isEmpty()){ //通过抛出异常 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(){ //判断 if(isEmpty()){ throw new RuntimeException("队列空,没有数据!"); } return arr[front + 1]; } }
问题分析并优化:
1)目前数组使用一次就不能使用了,没有达到复用的效果。
2)将这个数组改进成环形队列,取模:%。
(2)数组模拟环形队列:
(3)环形队列的基本思路:详细的讲解见《大话数据结构》P112-140
package com.atguigu.queue; import java.util.Scanner; public class CircleArrayQueueDemo { public static void main(String[] args) { System.out.println("测试数组模拟环形队列的案例:"); //创建一个环形队列 CircleArray queue = new CircleArray(4); //说明:设置4,其队列的有效数据最大是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.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("请输入一个数:"); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g': try { int res = queue.getQueue(); System.out.printf("取出的数据是%d\n", res); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'h': 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': scanner.close(); loop = false; break; } } System.out.println("程序退出!"); } } class CircleArray{ private int maxSize; private int front; //队列头,front指向第一个元素 private int rear; //队列尾,rear指向最后一个元素的后一个位置 private int[] arr; //该数据用于存放数据,模拟队列 public CircleArray(int arrMaxSize){ maxSize = arrMaxSize; arr = new int[maxSize]; } //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; } //求出当前队列有效数据的个数 public int size(){ return (rear + maxSize - front) % maxSize; } //添加数据到队列 public void addQueue(int n){ //判断队列是否满 if(isFull()){ System.out.println("队列满,不能加入数据!"); 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(){ //判断队列是否空 if(isEmpty()){ //通过抛出异常 throw new RuntimeException("队列空,不能取数据!"); } //front是指向队列的第一个元素 /* * 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("队列空的,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]); } } //显示队列的头数据,注意不是取出数据 public int headQueue(){ //判断 if(isEmpty()){ throw new RuntimeException("队列空的,没有数据!"); } return arr[front]; } }