1.1 数组(Array)
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(item),每个数组元素可以通过一个下标(index)来访问它们.
[1]数组的长度是固定的。通过length属性来标记数组的长度。，
[2]数组元素必须是相同类型。整形数组必须存整数数据，不能存储其他数据。
[3]数组的元素有序。通过下标/索引(index)来标记每个元素的位置。index从0开始。
数组在内存中的表现
数组在内存中是一段连续的内存空间。
1.1.1 内存分区(A)
计算机内存分很多区，根据内存的使用情况可以分为
栈区(stack):八大基本数据类型的变量分配在该区，该区的内存使用完成后，系统会自动回收，栈区占整个内存的比例较小。
堆区(heap):引用数据类型分配在堆区，该区内存使用完成后，系统不会自动回收，jvm会通过垃圾回收机制帮开发者回收。堆区占整个内存的比例较大。
1.1.2 数组内存图
数组是引用数据类型,其内存分配在堆区。声明数组的语法
推荐写法:
数据类型[] 变量名
也可以:
数据类型 变量名[]
public class Test04{ public static void main(String[] args){ // 声明了一个数组arr int[] arr = null; // arr = new int[5]; System.out.println(arr.length); } }
arr 是一个引用数据类型，分配在栈区，其所指内存分配在堆区。
null 是一个java关键字，表示空引用，没有引用堆中的任何空间。
1.1.3 数组声明
public class Test04{ public static void main(String[] args){ // 【1】声明了一个数组arr int[] arr = null; // 【2】分配内存 arr = new int[5]; // length属性用于访问数组的空间个数 System.out.println(arr.length); // 【3】赋值 arr[0] = 10; arr[1] = 20; // 【4】使用数组 System.out.println(arr[4]); } }
总结：
[1]数组的最大下标永远比length小1
[2]数组的访问通过下标来访问，形式arr[index] index取值范围[0,length-1],经常会出现的错误:数组越界
数组的三种声明和赋值写法
1.1.4 数组的遍历思考：数组申请完空间后，空间中有没有值？
需求:动态从键盘录入一些信息(整形),然后输出该数组信息。
import java.util.Scanner; public class Test06{ public static void main(String[] args){ // 动态从键盘录入一些信息(整形),然后输出该数组信息。 int[] arr = new int[6]; Scanner sc = new Scanner(System.in); int temp = 0; // 列举法 for(int i=0;i<arr.length;i++){ temp = sc.nextInt(); arr[i] = temp; } // 遍历输出数组元素 for(int i=0;i<arr.length;i++){ System.out.print(arr[i]+"\t"); } } }
练习：从键盘输入5个学生的成绩，求学生成绩的平均分。
1.2 数组相关的算法
1.2.1 查找算法
import java.util.Scanner; public class Test08{ public static void main(String[] args){ // 数组的查找 int[] arr = {8,4,2,1,23,344,12}; Scanner sc = new Scanner(System.in); // System.out.println("请键盘输入一个数:"); int t = sc.nextInt(); int loc = -1; for(int i=0;i<arr.length;i++){ if(t == arr[i]){ loc = i; break; } } if(loc < 0){ System.out.println("没找到元素"); }else{ System.out.println("找到元素："+loc); } } }
1.2.2 数组的插入算法
需求:有一个有序的数组，向数组中添加一个元素后，依然保持数组有序。
public class Test09{ public static void main(String[] args){ // 数组的查找 // {1,3,5,9,12}; int[] arr = new int[6]; arr[0] = 1; arr[1] = 3; arr[2] = 5; arr[3] = 9; arr[4] = 12; int t = 0; // 【1】找位置 int loc = -1; for(int i=0;i<arr.length-1;i++){ if(arr[i] > t){ loc = i; break; } } // System.out.println("loc="+loc); // 【2】移动元素 if(loc < 0){ // 数组中的元素比要添加的数都小 arr[arr.length-1] = t; }else{ // 在数组中找到位置 for(int i = arr.length-1;i>loc;i--){ arr[i] = arr[i-1]; } arr[loc] = t; } // 【3】遍历元素 for(int i=0;i<arr.length;i++){ System.out.print(arr[i]+"\t"); } } }
列举测试
1.2.3 数组的删除算法
需求:有一个有序的数组，删除数组一个元素，依然保持数组有序。
public class Test10{ public static void main(String[] args){ // 数组元素的删除 int[] arr = {1,3,5,9,12}; int t = 3; // 【1】找位置 int loc = -1; for(int i=0;i<arr.length;i++){ if(t == arr[i]){ loc = i; break; } } if(loc < 0){ System.out.println("数组中没有找到目标元素"); }else{ for(int i=loc;i<arr.length-1;i++){ arr[i] = arr[i+1]; } // 覆盖残留值 arr[arr.length-1] = 0; } // 【3】遍历 for(int i=0;i<arr.length;i++){ System.out.print(arr[i]+"\t"); } } }
1.3 排序算法
java中存在8大排序算法。
以冒泡为例，先搞清楚思想。
public class Test01{ public static void main(String[] args){ int[] arr = {5,3,1,4,2}; int tmp = 0; // for循环用于控制趟数 for(int i=0;i<arr.length-1;i++){ // 内层for用于控制两两比较次数 for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++){ if(arr[j]>arr[j+1]){ tmp = arr[j]; arr[j]=arr[j+1]; arr[j+1]=tmp; } } } // 遍历 for(int i=0;i<arr.length;i++){ System.out.print(arr[i]+"\t"); } } }
1.4 命令行参数(C)
在启动Java应用程序时可以一次性地向应用程序中传递0~多个参数----命令行参数
java Test01 参数1 参数2
各个参数用空格分割，如果传递的参数包含空格，请用双引号引起来即可。
1.5 数组的常用方法
import java.util.Arrays; public class Test03{ public static void main(String[] args){ // 【1】toString()：把数组转化成字符串形式 // int[] arr1 = {1,2,3}; String[] arr1 = {"hello","world","java"}; String str1 = Arrays.toString(arr1); System.out.println(str1); // 【2】排序方法(升序) // int[] arr2 = {5,1,2,4,3}; String[] arr2 = {"cello","bworld","ava"}; Arrays.sort(arr2); // 方法的调用可以嵌套 System.out.println(Arrays.toString(arr2)); // 【3】二分法查找算法 int[] arr3 = {5,1,2,4,3}; // {1,2,3,4,5} Arrays.sort(arr3); // 对有序的且无重复元素的数组进行查找。 int index = Arrays.binarySearch(arr3,6); System.out.println("index:"+index); } }
1.5.1 二分法(折半查找)查找算法
二分法查找思想:？？？
private static int binarySearch0(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int key) { int low = fromIndex; int high = toIndex - 1; while (low <= high) { int mid = (low + high) >>> 1; int midVal = a[mid]; if (midVal < key) low = mid + 1; else if (midVal > key) high = mid - 1; else return mid; // key found } return -(low + 1); // key not found. }
如果找到返回key在数组中的位置；如果找不到，返回-(插入点+1)。插入点就是key应该插入到数组的具体位置。
import java.util.Arrays; public class Test04{ public static void main(String[] args){ // 【4】equals()：判断两个数组是否相等 // 类型且长度相同，对于位置的值相等 int[] arr1 = {1,2}; int[] arr2 = {1,2,3}; System.out.println(Arrays.equals(arr1,arr2)); // 【5】数组的复制 int[] arr3 = {1,2,3}; // 注意:arr3和arr3Cpy是两个不同的内存空间，相互独立 int[] arr3Cpy = Arrays.copyOf(arr3,5); System.out.println(Arrays.toString(arr3Cpy)); // 【6】数组的复制 // System.arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length) // System.arraycopy(源数组,源起始索引,目标数组,目标起始索引,长度) int[] arr4 = {1,2,3}; int[] arr4Cpy = new int[arr4.length]; System.arraycopy(arr4,1,arr4Cpy,0,3); System.out.println(Arrays.toString(arr4Cpy)); } }
注意:arraycopy会出现越界的问题。
1.6 二维数组
1.6.1 概念
二维数组本质上就是存储数组的数组。数组的元素是一维数组。
内存图
1.6.2 二维数组的声明
import java.util.Arrays; public class Test05{ public static void main(String[] args){ // 声明二维数组 // (int[])[] arr int[][] arr = null; arr = new int[3][]; // 二维数组的赋值 arr[0] = new int[]{1,2,3}; arr[1] = new int[]{1,2,3,4}; arr[2] = new int[]{1,2,3,4,5}; // 访问二维数组的元素 System.out.println(arr.length); // [[I@243532c System.out.println(arr); // System.out.println("arr[0][0]="+arr[1][3]); arr[2][0] = 100; // ==> 二维数组其实就是行列结构 ==>双层for遍历 for(int i=0;i<arr.length;i++){ // 控制行 for(int j=0;j<arr[i].length;j++){ System.out.print(arr[i][j]+"\t"); } System.out.println(); } } }
数组的其他声明方式
public class Test06{ public static void main(String[] args){ // 声明了一个3行4列的二维数组 int[][] arr = new int[3][4]; arr[0][0] = 1; arr[0][1] = 2; arr[0][2] = 3; arr[0][3] = 4; for(int i=0;i<arr.length;i++){ for(int j=0;j<arr[i].length;j++){ System.out.print(arr[i][j]+"\t"); } System.out.println(); } } }
字面量声明二维数组
public class Test07{ public static void main(String[] args){ // 声明了一个3行4列的二维数组 // 字面量写法 int[][] arr = { {1,2,3,4}, {1,2,3,4}, {1,2,3,4} }; for(int i=0;i<arr.length;i++){ for(int j=0;j<arr[i].length;j++){ System.out.print(arr[i][j]+"\t"); } System.out.println(); } } }
需求:请构造一个3行3列的矩阵
1 0 0
0 1 0
0 0 1
1.7 基本数据类型和引用数据类型的深入
基本数据类型栈区，引用数据类型变量在栈区，内存在堆区。
public class Test09{ public static void main(String[] args){ // 在栈区声明了一个空间，取名a，是基本数据类型 int a; // 在栈区声明了个一个空间，取名为b，是引用数据类型，其堆区的内存不存在。 int[] b; } }
1.7.1 基本数据类型的赋值
public class Test09{ public static void main(String[] args){ int a1 = 10; int b1 = a1; }
1.7.2 引用类型的赋值
public class Test10{ public static void main(String[] args){ int[] arr1 = {1,2,3}; int[] arr2 = null; arr2 = arr1; arr1[0] = 100; System.out.println("arr2="+arr2[0]); } }
