Java实现稀疏数组的数据压缩与解压缩

稀疏数组可以减少存储空间的需求并提高处理效率。在二维数组中，如果大部分元素为0或同一个值，或者只有少数几个单元格有值，此时使用稀疏数组来表示就能显著节省空间。" 在Java代码实现稀疏数组的过程中，通常包括以下几个知识点： 1. 稀疏数组的基本结构： 稀疏数组通常由两个部分组成，一部分是原数组中非零数据的存储，另一部分是原数组的行列信息。为了恢复原数组，通常需要记录原数组的行数、列数和非零数据的个数。 2. 稀疏数组的转换过程： - 从原始数组（通常是二维数组）开始，遍历数组中的所有元素。 - 创建一个计数器，用于统计数组中非零元素的个数。 - 当发现非零元素时，将其值及对应的行列坐标保存到一个新的数组或列表中。 - 最后，根据非零元素的个数创建稀疏数组的二维数组，并将非零元素填充进去。 3. 稀疏数组的存储格式： 稀疏数组通常可以使用二维数组来存储，第一行存储原数组的行数、列数和非零元素的总数；其余行存储非零元素的行索引、列索引和值。 4. 稀疏数组的恢复过程： - 读取稀疏数组的第一行数据，以获取原数组的行列信息和非零元素的总数。 - 根据这些信息，初始化原数组的大小，并创建一个二维数组。 - 遍历稀疏数组的其余行，将行列索引和对应的值写入原数组的相应位置。 - 最终得到完整的原数组。 5. Java代码实现： 在Java代码中，我们会定义一个二维数组来表示原始数组，然后创建一个方法来将二维数组转换为稀疏数组，同时提供一个方法来将稀疏数组还原为二维数组。转换和还原的关键在于对数组元素的遍历和数组的填充操作。 以下是稀疏数组转换和还原的简单Java代码实现示例： ```java public class Main { // 原始数组 private static int[][] originalArray = { {1, 0, 0}, {0, 2, 0}, {0, 0, 3} }; public static void main(String[] args) { // 转换为稀疏数组 int[][] sparseArray = convertToSparseArray(originalArray); // 输出稀疏数组 printSparseArray(sparseArray); // 还原原始数组 int[][] restoredArray = restoreArray(sparseArray); } // 将二维数组转换为稀疏数组的方法 public static int[][] convertToSparseArray(int[][] original) { // 计算非零元素的个数 int count = 0; for (int i = 0; i < original.length; i++) { for (int j = 0; j < original[0].length; j++) { if (original[i][j] != 0) { count++; } } } // 创建稀疏数组 int[][] sparse = new int[count + 1][3]; // 填充稀疏数组的第一行 sparse[0][0] = original.length; sparse[0][1] = original[0].length; sparse[0][2] = count; // 填充其余行 int index = 1; for (int i = 0; i < original.length; i++) { for (int j = 0; j < original[0].length; j++) { if (original[i][j] != 0) { sparse[index][0] = i; sparse[index][1] = j; sparse[index][2] = original[i][j]; index++; } } } return sparse; } // 打印稀疏数组的方法 public static void printSparseArray(int[][] sparseArray) { for (int[] row : sparseArray) { for (int val : row) { System.out.print(val + "\t"); } System.out.println(); } } // 从稀疏数组还原二维数组的方法 public static int[][] restoreArray(int[][] sparse) { int row = sparse[0][0]; int col = sparse[0][1]; int[][] originalArray = new int[row][col]; for (int i = 1; i < sparse.length; i++) { int r = sparse[i][0]; int c = sparse[i][1]; originalArray[r][c] = sparse[i][2]; } return originalArray; } } ``` 在上述代码中，我们首先定义了一个原始的二维数组`originalArray`，然后通过`convertToSparseArray`方法将其转换为稀疏数组，并打印输出。最后通过`restoreArray`方法将稀疏数组还原为原始二维数组。需要注意的是，这个例子中的二维数组相对较小，当处理的数组非常大时，使用稀疏数组的优势会更加明显。