之前学完了Java SE的知识，掌握了面向对象的编程思想，但对集合、多线程、反射、流的使用等内容理解的还不是很深入，打算再学习数据结构与算法的同时，在空闲的时间里去图书馆看《Java

核心技术 卷 I》这本书，很多大佬对这本书很推崇，之前在图书馆也看过其他Java的书籍，经过对比，这本书确实写的很有内涵；之后也会把看书过程中的收获写出来分享给大家，同时，连续的更新博客也是对自己学习的督促。

一、数据结构和算法简介

二、稀疏数组

稀疏数组的应用实例

1) 稀疏数组，来保留类似前面的二维数组(棋盘、地图等等)

2) 把稀疏数组存盘，并且可以从新恢复原来的二维数组数据

二维数组与稀疏数组的转换

 二维数组 转 稀疏数组的思路

1.遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数 sum

2.根据sum就可以创建稀疏数组 sparseArr int[sum + 1][3]

3.将二维数组的有效数据存入到稀疏数组

稀疏数组 转 原始的二维数组的思路

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，比如上面的  chessArr2 = int[11][11]

2.在读取稀疏数组后几行的数据，并赋给原始的二维数组即可。

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;// 新加的棋子；只需在这加就可以chessArr1[4][5] = 6;// 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 稀疏数组的思路// 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 < 11; i++) {for (int j = 0; j < 11; j++) {if (chessArr1[i][j] != 0) {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 < 11; i++) {for (int j = 0; j < 11; 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("得到稀疏数组为~~~~");for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) {System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n", sparseArr[i][0], sparseArr[i][1], sparseArr[i][2]);}// 将稀疏数组-->>恢复成原始的二维数组// 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.在读取稀疏数组后几行的数据(从第二行开始)，并赋给原始的二维数组即可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();}}
}

 三、队列

数组模拟队列 

public class ArrayQueueDemo {public static void main(String[] args) {//测试一把//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("输出一个数");int value = scanner.nextInt();queue.addQueue(value);break;case 'g'://取出数据try {int res = queue.getQueue();System.out.printf("去除的数据是%d\n",res);} catch (Exception e) {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) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'e'://退出scanner.close();loop = false;default: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;// 该数据用于存放数据，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，指向队列尾的数据(即就是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++;// 让rear 后移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("队列空的，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("队列空的，没有数据~~");}return arr[front + 1];}
}

上述代码问题分析：

1）目前数组使用一次就不能用，没有达到复用的效果(即使将一个满队列中的元素全部取出，还是不能添加数据)

2）将这个数组使用算法，改进成一个环形的队列(使用到了取模：%相关的算法)

代码优化：数组模拟环形队列

 思路如下：

1.front变量的含义做一个调整：front就指向队列的第一个元素，也就是说arr[front]就是队列的第一个元素front的初始值 = 0

2.rear变量的含义做一个调整：rear指向队列的最后一个元素的后一个位置。因为希望空出一个空间做为约定。rear的初始值 = 0

3.当队列满时，条件是[rear + 1] % maxSize == front【满】

4.对队列为空的条件，rear == front空

5.当我们这样分析，队列中有效的数据的个数：(rear + maxSize - front) % maxSize 

6.我们就可以在原来的队列上修改得到，一个环形队列

public class CircleArrayQueueDemo {public static void main(String[] args) {// 测试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3char 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("输出一个数");int value = scanner.nextInt();queue.addQueue(value);break;case 'g':// 取出数据try {int res = queue.getQueue();System.out.printf("去除的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {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) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'e':// 退出scanner.close();loop = false;default:break;}}System.out.println("程序退出~~");}
}
class CircleArray {private int maxSize;// 表示数组的最大容量// front的变量的含义做一个调整：front就指向队列的第一个元素，也就是说arr[front]就是队列的第一个元素// front的初始值=0private int front;// rear变量的含义做一个调整：rear指向队列的最后一个元素的后一个位置.因为希望空出一个空间作为约定。// rear的初始值=0private int rear;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;}// 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;// 这里还有点没理解}// 获取队列的数据，出队列public int getQueue() {// 这里也没理解明白// 判断队列是否空if (isEmpty()) {// 通过异常抛出throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");}// 这里需要分析出front时指向队列的第一个元素// 1.先把front对应的只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// 动脑筋for (int i = front; i < front + size(); i++) {System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);}}// 求出当前队列有效数据的个数public int size() {return (rear + maxSize - front) % 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];}
}