Java教程
Java：第一章 稀疏数组 & 队列
本文主要是介绍Java：第一章 稀疏数组 & 队列，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
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];
}
}
这篇关于Java：第一章 稀疏数组 & 队列的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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