Java基础 (三)

数组

数组概述

数组的定义：

​ 数组是同一个类型的有序集合

​ 数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后次序排列组合而成

​ 其中每一个数据称作一个数组的元素。每个元素可以通过下标来访问。

数组的声明与创建

必须先申名数组变量，才能在程序中使用数组

 int [] num;//定义(推荐)
 int num1 [];//定义

Java语言使用new操作符来创建数组

 int [] num=new int[10];

数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始

        num[0]=1;
        num[1]=2;
        num[2]=3;
        num[3]=4;
        num[4]=5;
        num[5]=6;
        num[6]=7;
        System.out.println(num[1]);//2

获取数组的长度

num.length

Java内存分析

堆：（创建数组，对象）

1. 存放new的对象和数组
2. 可以所有的线程共享，不会存放别的对象的引用

栈：（声明类型）

1. 存放基本变量类型（会包含这个基本变量类型的具体数值）
2. 引用对象的变量（会存放这个引用的在堆里面的具体地址）

方法区：

1. 可以被所有的线程共享
2. 包含了所有class和static变量

三种初始化：

1. 静态初始化

   int []a={1,2,3};
   

2. 动态初始化

   int [] a=new int[2];
   a[0]=1;
   a[1]=2;
   

3. 默认初始化

   数组是引用类型，它的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化

数组的四个基本特点：

1. 其长度是确认的。数组一旦被创建，它的大小就不可以改变
2. 元素必须是相同类型，不允许出现混合类型
3. 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型
4. 数组变量属于引用类型，数组也可以看作是对象，数组中的每一个元素相当于该对象的成员变量
5. 数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的因此数组无论保存原始类型还是其他类型数组本身是在对堆里面的

数组的边界问题：

1. 下标的合法区间：[0,length-1],如果越界就会爆错

    		int [] b=new int[2];
           b[0]=1;
           b[1]=1;
           System.out.println(b[3]);
   

2. ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界

   小结：

   1. 数组是相同数据类型（数据类型可以为任意类型）的有序集合

      2. 数组也可以是对象。数组对象相当于对象的成员变量
      3. 数组长度确定的，不可变的。如果越界，则报错：ArrayIndexOutOfBoundsException

数组的使用

For-Each循环

package com.arrary;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] arrary={1,2,34,45,67,8};
        //没有下标
        for (int i : arrary) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

数组做方法入参

package com.arrary;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] arrary={1,2,34,45,67,8};
        //没有下标
       // for (int i : arrary) {
       //     System.out.println(i);
       // }

        PrintArrary(arrary);

    }
    //数组作为参数
    public static  void PrintArrary(int [] arrary){
        for (int i = 0; i <arrary.length ; i++) {
            System.out.println(arrary[i]);
        }

    }
}

数组做返回值

   //反转数组
    public  static int[] reverse(int [] arrary){
        int [] result=new int[arrary.length];
        //反转的操作
        for (int i = 0,j=result.length-1; i <arrary.length ; i++,j--) {
            result[i]=arrary[j];
            System.out.println(result[i]);
        }
        return result;
    }

多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组，就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都以是一个一维数组

二维数组：

int a[][]=new int [2] [5]
    //可以看成有二行五列的数组

package com.arrary;

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][]a={{1,2},{23,4},{5,4}};


        System.out.println(a[1][1]);
        System.out.println(a.length);//3
        System.out.println(a[2].length);//2

        PrintArrary(a);
    }
    public static int[][] PrintArrary(int[][] arrary){
        for (int i = 0; i <arrary.length ; i++) {
            for (int j = 0; j <arrary[i].length ; j++) {
                System.out.print(arrary[i][j]+"	");
            }
            System.out.println();
        }
        return arrary;

    }
}

Arrays类

数组的工具类java.util.Arrarys

由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用，但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本操作

查看JDK帮助文档

Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用的时候可以使用类名进行调用，而不用使用对象来调用（不用而不是不能）

具有以下常用的功能：

给数组赋值：通过fill方法

对数组排序：通过sort方法，按升序

比较数组：通过equals方法比较数组中的值是否相等

查找数组元素：通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

package com.arrary;


import java.util.Arrays;

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] a={34,54,23,12,333} ;
        //打印数组元素
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        //排序元素
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));

        //数组填充
        Arrays.fill(a,2,4,0);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.fill(a,0);
        System.out.println(Arrays.toString(a));

    }
}

冒泡排序

冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一，总共有八大排序！

→→→→→→两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，两个数之间比较大小

我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O（n2）

package com.arrary;

import java.util.Arrays;

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {

        int [] a={1,4,5,32,21,3,2};
        sorte(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }

    //冒泡排序
    public static int[] sorte(int [] arrays){
        //临时变量
        int temp=0;
        for (int i = 0; i <arrays.length-1 ; i++) {
            for (int j = 0; j <arrays.length-1-i ; j++) {

              if (arrays[j+1]<arrays[j]){
                    temp=arrays[j];
                    arrays[j]=arrays[j+1];
                    arrays[j+1]=temp;
                }
            }
        }
        return arrays;
    }
}

稀疏数组

当一个数组大部分是0，或者为通一值的数组是，可以通过使用稀疏数组来保存该数组

稀疏数组的处理方式是：

​ 记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值

​ 把具有不同值的元素和行列及值记录在一个小规模的数组中，从而压缩程序的规模。

package com.arrary;

import javax.swing.*;

public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个二维数组  0：没有棋子  1：黑棋  2：白棋
        int [][] array1=new int[11][11];
        array1[1][2]=1;
        array1[2][3]=2;
        //输出初始的数组
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"	");
            }
            System.out.println();
        }
        //转换为稀疏数组baocun
        int sum=0;
        for (int i = 0; i <11 ; i++) {

            for (int i1 = 0; i1 < 11; i1++) {
                if (array1[i][i1]!=0){
                    sum++;
                }
            }

        }
        System.out.println("有效值的个数："+sum);

        //创建一个稀疏数组的数组
        int [][]array2=new int[sum+1][3];
        array2[0][0]=11;
        array2[0][1]=11;
        array2[0][2]=sum;
        //遍历二维数组，将非零的值，存放稀疏数组中
        int count=0;
        for (int i = 0; i <array1.length ; i++) {
            for (int i1 = 0; i1 < array1[i].length; i1++) {
                if (array1[i][i1]!=0){
                    count++;
                    array2[count][0]=i;
                    array2[count][1]=i1;
                    array2[count][2]=array1[i][i1];

                }
            }
        }
        //输出稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.println(array2[i][0]+"	"+array2[i][1]+"	"+array2[i][2]+"	");
        }
        //还原
        System.out.println("还原");
        //1.读取稀疏数组
        int [][]array3=new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2.给其中的元素还元它的值
        for (int i = 1; i <array2.length ; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]]=array2[i][2];
        }
        //3.打印
        System.out.println("输出还原的数组");
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"	");
            }
            System.out.println();
        }
    }

}