120.Java_数组

数组

1.综述

　　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元素，每个元素可以通过一个索引(下标)来访问它们。

　　数组的三个基本特点：

　　　　1. 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。

　　　　2. 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。

　　　　3. 数组类型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存储的。

 

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2.一维数组简介

2.1 声明方式

一维数组
type[]  arr_name; //（推荐使用这种方式）
type  arr_name[];

注意：

1. 声明的时候并没有实例化任何对象，只有在实例化数组对象时，JVM才分配空间，这时才与长度有关。
2. 声明一个数组的时候并没有数组真正被创建。
3. 构造一个数组，必须指定长度。

//创建基本类型一维数组
public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        int[] s = null; // 声明数组；
        s = new int[10]; // 给数组分配空间；
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            s[i] = 2 * i + 1;//给数组元素赋值；
            System.out.println(s[i]);
        } 
    }
}

//创建引用类型一维数组
class Man{
    private int age;
    private int id;
    public Man(int id,int age) {
        super();
        this.age = age;
        this.id = id;
    }
}
public class AppMain {
    public static void main(String[] args) {
        Man[] mans;  //声明引用类型数组； 
        mans = new Man[10];  //给引用类型数组分配空间；
         
        Man m1 = new Man(1,11);
        Man m2 = new Man(2,22);  
         
        mans[0]=m1;//给引用类型数组元素赋值；
        mans[1]=m2;//给引用类型数组元素赋值；
    }
}

2.2 初始化

　　数组的初始化方式总共有三种：静态初始化、动态初始化、默认初始化。

2.2.1 静态初始化

　　除了用new关键字来产生数组以外，还可以直接在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。

int[] a = { 1, 2, 3 };// 静态初始化基本类型数组；
Man[] mans = { new Man(1, 1), new Man(2, 2) };// 静态初始化引用类型数组；

//表格数据模型是计算机世界最普遍的模型
//可以使用一个一维数组存储表格每一行
Object[] a1 = {111,"num1",18,"first","2001-1-11"};
Object[] a2 = {112,"num2",19,"second","2001-11-11"};
Object[] a3 = {113,"num3",20,"last","2001-1-1"};
//此处基本数据类型”1001”，本质不是Object对象。
//JAVA编译器会自动把基本数据类型“自动装箱”成包装类对象。

2.2.2 动态初始化

 数组定义与为数组元素分配空间并赋值的操作分开进行

int[] a1 = new int[2];//动态初始化数组，先分配空间；
a1[0]=1;//给数组元素赋值；
a1[1]=2;//给数组元素赋值；

2.2.3 数组的默认初始化

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。

//数组的默认初始化
int a2[] = new int[2]; // 默认值：0,0
boolean[] b = new boolean[2]; // 默认值：false,false
String[] s = new String[2]; // 默认值：null, null

2.3 数组遍历

2.3.1 length

数组元素下标的合法区间：[0, length-1]

可以通过下标来遍历数组中的元素，遍历时可以读取元素的值或者修改元素的值

//使用循环遍历初始化和读取数组
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = new int[4];
        //初始化数组元素的值
        for(int i=0;i<a.length;i++){
            a[i] = 100*i;
        }
        //读取元素的值
        for(int i=0;i<a.length;i++){
            System.out.println(a[i]);
        }
    }
}

length字段的使用
对于一维数组，“数组名.length”的值就是数组中元素的个数；
对于二维数组“数组名.length”的值是它含有的一维数组的个数 
例如： float   boy  []=new float[4];
                  boy.length的值为4.
      int  [][] a = new int[3][8];
                   a.length的值是3.
                   a[0].length的值是8
                   a[1].length的值是8
                   a[2].length的值是8

2.3.2 for - each

增强for循环for-each是JDK1.5新增加的功能，

专门用于读取数组或集合中所有的元素，即对数组进行遍历

//增强for循环
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        String[] ss = { "aa", "bbb", "ccc", "ddd" };
        for (String temp : ss) {
            System.out.println(temp);
        }
    }
}

注意：

1. for-each增强for循环在遍历数组过程中不能修改数组中某元素的值。
2. for-each仅适用于遍历，不涉及有关索引(下标)的操作。

2.4数组元素的使用

一维数组通过索引（下标运算）符访问自己的元素。如：boy[0]，boy[1]等.

需要注意的是索引从0开始，因此，数组若有4个元素，那么索引到3为止，如果程序使用了如下语句：
boy[4] = 384.98f;

程序可以编译通过，但运行时将发生ArrayIndexOutOfBoundsException异常，因此在使用数组时必须谨慎，防止索引越界。

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3.多维数组

　　多维数组可以看成以数组为元素的数组。

　　可以有二维、三维、甚至更多维数组，但是实际开发中用的非常少。

　　最多到二维数组(学习容器后，我们一般使用容器，二维数组用的都很少)

3.1 二维数组

3.1.1 二维数组的声明

声明二维数组有下列两种格式：

数组的元素类型 数组名[][];
数组的元素类型 [][] 数组名; 
//例如：
float a[][];
Char [][] b;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // Java中多维数组的声明和初始化应按从低维到高维的顺序进行
        int[][] a = new int[3][];
        a[0] = new int[2];
        a[1] = new int[4];
        a[2] = new int[3];
        // int a1[][]=new int[][4];//非法
    }
}

3.1.2 二维数组初始化

1）二维数组静态初始化

//二维数组静态初始化
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] a = { { 1, 2, 3 }, { 3, 4 }, { 3, 5, 6, 7 } };
        System.out.println(a[2][3]);
    }
}

2）二维数组的动态初始化

//二维数组的动态初始化
import java.util.Arrays;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] a = new int[3][];
        // a[0] = {1,2,5}; //错误，没有声明类型就初始化
        a[0] = new int[] { 1, 2 };
        a[1] = new int[] { 2, 2 };
        a[2] = new int[] { 2, 2, 3, 4 };
        System.out.println(a[2][3]);
        System.out.println(Arrays.toString(a[0]));
        System.out.println(Arrays.toString(a[1]));
        System.out.println(Arrays.toString(a[2]));
    }
}
//可以为二维数组中的一维数组专门分配空间

//二维数组保存表格数据
import java.util.Arrays;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Object[] a1 = {1001,"高淇",18,"讲师","2006-2-14"};
        Object[] a2 = {1002,"高小七",19,"助教","2007-10-10"};
        Object[] a3 = {1003,"高小琴",20,"班主任","2008-5-5"};
        Object[][]  emps = new Object[3][];
        emps[0] = a1;
        emps[1] = a2;
        emps[2] = a3;
        System.out.println(Arrays.toString(emps[0]));
        System.out.println(Arrays.toString(emps[1]));
        System.out.println(Arrays.toString(emps[2]));  
    }
}

3.1.3 获取数组长度

//获取的二维数组第一维数组的长度。
System.out.println(a.length);
//获取第二维第一个数组长度。
System.out.println(a[0].length);

length字段的使用
对于一维数组，“数组名.length”的值就是数组中元素的个数；
对于二维数组“数组名.length”的值是它含有的一维数组的个数 
例如： float   boy  []=new float[4];
                  boy.length的值为4.
      int  [][] a = new int[3][8];
                   a.length的值是3.
                   a[0].length的值是8
                   a[1].length的值是8
                   a[2].length的值是8

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4.数组与类

4.1 System类

4.1.1 数组拷贝

System类里也包含了一个static void arraycopy(object src，int srcpos，object dest， int destpos，int length)方法，

该方法可以将src数组里的元素值赋给dest数组的元素，

其中srcpos指定从src数组的第几个元素开始赋值，length参数指定将src数组的多少个元素赋给dest数组的元素。

//数组拷贝
public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        String[] s = {"test1","new1","test2","new2","test3"}; 
        String[] sBak = new String[6];
        System.arraycopy(s,0,sBak,0,s.length);
        for (int i = 0; i < sBak.length; i++) {
            System.out.print(sBak[i]+ "	");
        }
    }
}

 

4.2 java.util.Arrays类

JDK提供的java.util.Arrays类，包含了常用的数组操作，方便我们日常开发。

Arrays类包含了：排序、查找、填充、打印内容等常见的操作

4.2.1 打印数组

import java.util.Arrays;
public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        int[] a = { 1, 2 };
        System.out.println(a); // 打印数组引用的值；
        System.out.println(Arrays.toString(a)); // 打印数组元素的值；
    }
}
// [I@15db9742
//[1,2]

注意：

此处的Arrays.toString()方法是Arrays类的静态方法，不是前面讲的Object的toString()方法。

4.2.2 数组元素的排序

import java.util.Arrays;
public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        int[] a = {1,2,323,23,543,12,59};
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
}

//数组元素是引用类型的排序(Comparable接口的应用)
import java.util.Arrays;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Man[] msMans = { new Man(3, "a"), new Man(60, "b"), new Man(2, "c") };
        Arrays.sort(msMans);
        System.out.println(Arrays.toString(msMans));
    }
}
 
class Man implements Comparable {
    int age;
    int id;
    String name;
 
    public Man(int age, String name) {
        super();
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
 
    public String toString() {
        return this.name;
    }
 
    public int compareTo(Object o) {
        Man man = (Man) o;
        if (this.age < man.age) {
            return -1;
        }
        if (this.age > man.age) {
            return 1;
        }
        return 0;
    }
}

4.2.3 二分法查找

import java.util.Arrays;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,323,23,543,12,59};
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.sort(a);   //使用二分法查找，必须先对数组进行排序;
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        //返回排序后新的索引位置,若未找到返回负数。
        System.out.println("该元素的索引："+Arrays.binarySearch(a, 12)); 
    }
}

 4.2.4 数组填充

import java.util.Arrays;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a= {1,2,323,23,543,12,59};
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.fill(a, 2, 4, 100);  //将2到4索引的元素替换为100;
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
}

 总结

1. 数组是相同类型数据的有序集合。

2. 数组的四个基本特点：

      -- 其长度是确定的

      -- 其元素必须是相同类型

      -- 可以存储基本数据类型和引用数据类型

      -- 数组变量属于引用类型

3. 一维数组的声明方式

      -- type[] arr_name; (推荐使用这种方式)

      -- type arr_name[]。

4. 数组的初始化：静态初始化、动态初始化和默认初始化。

5. 数组的长度:数组名.length，下标的合法区间[0,数组名.length-1]。

6. 数组拷贝:System类中的static void arraycopy(object src，int srcpos，object dest， int destpos，int length)方法。

7. 数组操作的常用类java.util.Arrays类

      -- 打印数组:Arrays.toString(数组名);

      -- 数组排序:Arrays.sort(数组名);

      -- 二分查找:Arrays.binarySearch(数组名,查找的元素)。

8. 二维数组的声明

      -- type[][]arr_name=new type[length][];

      -- type arr_name[][]=new type[length][length]。