java数组

 

1.数组概述

数组的定义

• 数组是相同类型数据的有序集合

• 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元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们

2.数组声明创建

• 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。语法如下：

  

• java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

  

• 数组的元素是通过索引访问的，数据索引从0开始

• 获取数组的长度：

  package com.langlang.array;
   ​
   public class ArrayDemo01 {
   ​
       //变量的类型    变量的名字    =   变量的值；
       //数组类型
   ​
       public static void main(String[] args) {
           //int nums1[];
           int[] nums;//声明数组
   ​
           nums = new int[10];//创建数组
   ​
           //赋值
           nums[0] = 10;
           nums[1] = 14;
           nums[2] = 25;
           nums[3] = 37;
           nums[4] = 92;
           nums[5] = 16;
           nums[6] = 78;
           nums[7] = 98;
           nums[8] = 456;
           nums[9] = 178;
   ​
           System.out.println(nums[6]);    //结果输出 78
   ​
           //计算所有元素的和
           int sum = 0;
           for (int i = 0;i<nums.length;i++){
               sum += nums[i];
           }
       }
   }
   ​

  

内存分析

• java内存分析：

  

• 画图分析：

  

三种初始化

• 静态初始化

• 动态初始化

• 数组的默认初始化

   package com.langlang.array;
   ​
   public class ArrayDemo02 {
       public static void main(String[] args) {
   ​
           //静态初始化：创建 + 赋值
           int[] a = {1,25,35,78};
           System.out.println(a[0]);
   ​
           //动态初始化:包含默认初始化
           int[] b = new int[10];
           b[0] = 10;
           System.out.println(b[0]);
           System.out.println(b[2]);
       }
   }

  
   ​

数组的四个基本特点

• 其长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的。

• 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型

• 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。

• 数组变量属引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。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对象类型，数组对象本身是在堆中的

数组边界

• 下标的合法区间：[0，length-1]，如果越界就会报错；

• ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常！

• 小结：

  • 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

  • 数组也是对象。数组元素相当于对象的成员变量

  • 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsException

3.数组使用

• For-Each循环

  package com.langlang.array;
   ​
   public class ArrayDemo03 {
       public static void main(String[] args) {
           int[] arrays = {1,2,3,45,6,79,93};
   ​
           //打印全部的数组元素
           //普通for循环
           for (int i = 0;i<arrays.length;i++){
               System.out.println(arrays[i]);
           }
           System.out.println("**************************************");
   ​
           //For-Each循环遍历
           for (int d:arrays) {
               System.out.println(d);
           }
           System.out.println("&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&");
   ​
           //计算所有元素的和
           int sum = 0;
           for (int i = 0;i<arrays.length;i++){
               sum+=arrays[i];
           }
           System.out.println("sum"+sum);
           System.out.println("===================");
   ​
           //查找最大的元素
           int max = arrays[0];
           for (int i = 1;i<arrays.length;i++){
              if (arrays[i]>max){
                  max = arrays[i];
              }
           }
           System.out.println("最大值为："+max);
           System.out.println("===================");
   ​
       }
   }
   ​

   

• 数组作方法入参

• 数组做返回值

  package com.langlang.array;
   ​
   public class ArrayDemo04 {
       public static void main(String[] args) {
           int[] arrays = {1,2,3,46,5,78,9};
   ​
           //JDK1.5,没有下标
           for (int array:arrays) {
               System.out.println(array);
           }
       }
   ​
       //打印数组元素
       public static void printArray(int[] arrays){
           for (int i = 0;i<arrays.length;i++){
               System.out.println(arrays[i]+" ");
           }
       }
   ​
       //反转数组
       public static int[] reverse(int[] arrays){
           int[] result = new int[arrays.length];
           //反转操作
           for (int i = 0,j=result.length-1;i<arrays.length ;i++,j--){
               result[j] = arrays[i];
           }
           return result;
       }
   }
   ​

   

4.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，其每个元素都是一个一维数组。

• 二位数组

  

• 可以把上面二维数组a看成一个两行五列的数组。

• 多维数组的使用

  

  

   package com.langlang.array;
   ​
   public class ArrayDemo05 {
       public static void main(String[] args) {
   ​
           //[4][2]    面向
           /*
               1,2     array[0]
               2,3     array[1]
               3,4     array[2]
               4,5     array[3]
           */
           int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
   ​
           //打印二维数组
           for (int i = 0; i < array.length; i++) {
               for (int j = 0; j <array[i].length ; j++) {
                   System.out.print(array[i][j]+" ");
               }
               System.out.println("");
           }
   ​
       }
   }
   ​

   

5.Arrays类

• 数组的工具类java.util.Arrays

• 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的操作。

• 查看JDK帮助文档

• Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法是，在使用的时候可以直接使用类名进行调用，而“不用”使用对象来调用（注意：是“不用”而不是“不能”）

• 具有以下常用功能：

  • 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方法比较数组中元素值是否相等。

  • 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.langlang.array;
 ​
 import com.sun.scenario.effect.impl.sw.sse.SSEBlend_SRC_OUTPeer;
 ​
 import java.util.Arrays;
 ​
 public class ArrayDemo06 {
     public static void main(String[] args) {
         int[] a = {895,89,875,64,134,9,8794,567,6,345,32,166,46};
 ​
         //打印数组元素Arrays.toString(a)
         System.out.println(Arrays.toString(a));
         System.out.println("===========");
         printArray(a);
         System.out.println("=================");
 ​
         //数组进行排序：升序
         Arrays.sort(a);
         System.out.println(Arrays.toString(a));
         System.out.println("=========");
 ​
         //数组填充(全部替换为填充内容)
         Arrays.fill(a,0);
         System.out.println(Arrays.toString(a));
 ​
         //数组填充（指定位置填充）  [2,4)   下标是2的位置开始填充，填充到4（不包括4）
         Arrays.fill(a,2,4,555);
         System.out.println(Arrays.toString(a));
     }
 ​
     public static void printArray(int[] a){
         for (int i = 0; i < a.length; i++) {
             if (i==0){
                 System.out.print("[");
             }
             if (i==a.length-1){
                 System.out.print(a[i]+"]");
             }else{
                 System.out.print(a[i]+",");
             }
         }
     }
 ​
 }
 ​

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！

  

• 冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。

• 算法的时间复杂度为O(n²)

  

  package com.langlang.array;
   ​
   import java.util.Arrays;
   ​
   public class Arraydemo07 {
       public static void main(String[] args) {
   ​
           //冒泡排序
           // 1. 比较数组中，两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换它们的位置
           // 2. 每次比较，都会产生一个最大的值，或者最小的值
           // 3. 下一轮则可以少一次排序
           // 4. 依次循环，直到结束！
   ​
   ​
           int[] a = {46,7,98,416,81,356,764,82};
   ​
           int[] so = sort(a);
           System.out.println(Arrays.toString(so));
           
       }
       public static int[] sort(int[] array){
   ​
           //临时变量
           int temp = 0;
               
           //外层循环，判断我们这个要走多少次
           for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
   ​
               for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                   if (array[j+1]<array[j]){
                       temp = array[j];
                       array[j] = array[j+1];
                       array[j+1] = temp;
                   }
               }
   ​
           }
           return array;
       }
   }

  
   ​

• 如何优化？

   

6.稀疏数组

稀疏数组介绍

• 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以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，从而缩小程序的规模

• 如图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

　　　　

• 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。

  

• 分析问题：因为该二维数组的很多值是默认值0，因此记录了很多没有意义的数据。

• 解决：稀疏数组

 package com.langlang.array;
 ​
 import java.util.Arrays;
 ​
 public class ArrayDemo08 {
     public static void main(String[] args) {
 ​
         //创建一个二维数组  11*11   0：没有棋子  1：黑子    2：白子
         int[][] a = new int[11][11];
         a[1][2] = 1;
         a[2][3] = 2;
         //输出原始数组
         System.out.println("输出原始数组：");
         for (int[] ints : a){
             for (int anInt : ints){
                 System.out.print(anInt+"	");
             }
             System.out.println();
         }
 ​
         //转换为稀疏数组保存
         //获取有效值的个数
         int sum = 0;
         for (int i = 0; i < 11; i++) {
             for (int j = 0; j < 11; j++) {
 ​
                 if (a[i][j]!=0){
                     sum++;
                 }
             }
         }
         System.out.println("有效值的个数"+sum);
 ​
         // 2. 创建一个稀疏数组的数组
         int[][] array = new int[sum+1][3];
 ​
         array[0][0] =11 ;
         array[0][1] =11 ;
         array[0][2] =sum ;
 ​
         //稀疏数组的行数
         int count = 0;
 ​
         //遍历二维数组，将非零的值，存放稀疏数组中
         for (int i = 0; i < a.length ; i++) {
             for (int j = 0; j < a[i].length; j++) {
                 if (a[i][j]!=0){
                     count++;
                     array[count][0] = i;
                     array[count][1] = j;
                     array[count][2] = a[i][j];
 ​
                 }
             }
         }
 ​
         //输出稀疏数组
         System.out.println("稀疏数组：");
 ​
         for (int j = 0; j < array.length; j++) {
             System.out.println(
                     array[j][0]+"	"
                             +array[j][1] + "	"
                             +array[j][2] + "	"
             );
 ​
         }
 ​
         System.out.println("======================");
         System.out.println("还原");
 ​
         // 1. 读取稀疏数组
         int[][] array2 = new int[array[0][0]][array[0][1]];
         // 2. 给其中的元素还原它的值
         for (int i = 1;i<array.length;i++){
             array2[array[i][0]][array[i][1]] = array[i][2];
         }
 ​
         // 3. 打印
         for (int[] ay : array2){
             for (int Intary : ay){
                 System.out.print(Intary+"	");
             }
             System.out.println();
         }
 ​
 ​
     }
 }
 ​