Java数组

Java数组

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下标来访问它们。

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。下面是声明数组变量的语法：

  dataType[] arrayRefVar;     // 首选的方法
  或
  dataType arrayRefVar[];     //效果相同，但不是首选方法

• Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

  dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

• 数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始。

• 获取数组长度：arrays.length

内存分析

• Java内存分析

  

• 写代码画图分析内存！

  

三种初始化

• 静态初始化

  int[] a = {1,2,3};
  Man[]  mans = {new Man(1,1),new Man(2.2)};

   

• 动态初始化

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

   

• 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，其中的每个元素夜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

• 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。

数组越界

• 下标的合法区间:[0,length-1],如果越界就会报错：

  public static void main(String[] args){
      int[] a = new int[2];
      System.out.println(a[2]);
  }

• ArrayIndexOutOfBoundsExceeption: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，不可改变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsException。

数组使用

• For-Each循环

• 数组作方法入参

• 数组做返回值

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，其每一个元素都是一个一位数组。

• 二位数字

  int[][] a = new int[2][5];

• 解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。

  

• 思考：多维数组的使用？

  num[1][0];

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“)

• 具体以下常用功能：

  • 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。

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，江湖中人人尽皆知。

• 我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算发的时间复杂度为O(n2)。

• 思考：如何优化？

• 冒泡排序：

public static int[] sort(int[] arrays){
    //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<arrays.length-1;i++){
        
        boolean flag = false;//通过flag标识位减少没有意义的比较
        
        //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换位置
        for(int j=0;j<arrays.length-1-i;j++){
            if(arrays[j+1]<arrays[j]){
                temp = arrays[j+1];
                arrays[j+1] = arrays[j];
                arrays[j] = temp;
                flag = true;
            }
        }
        
        if(flag == false){break;}
        
    }
    return arrays;
}

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.cxm.array;
  ​
  public class ArrayDemo08 {
      public static void main(String[] args) {
          //1、创建一个二维数组 11*11     0：没有棋子  1：黑棋  2：白棋
  ​
          int[][] array1 = new int[11][10];//11是行数，10是列数
          array1[1][2] = 1;
          array1[2][3] = 2;
          //输出原始的数组
          System.out.println("输出原始的数组");
  ​
          for (int[] ints : array1) {
              for (int anInt : ints) {
                  System.out.print(anInt + "	");
              }
              System.out.println();
          }
  ​
          //转换为稀疏数组进行保存
          //获取有效值的个数
          int sum = 0;
          int captable = 0; //行数
          int row = 0; //列数
          for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
              captable = array1.length;
              for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
                  row = array1[i].length;
                  if(array1[i][j]!=0){
                      sum++;
                  }
              }
          }
          System.out.println(sum);
  ​
          //2、创建一个稀疏数组的数组
          int[][] array2 = new int[sum+1][3];
          System.out.println(array2.length);
          array2[0][0] = captable;//行数
          array2[0][1] = row;//列数数
          array2[0][2] = sum;//个数
  ​
          //遍历二维数组，将非零的值存到稀疏数组中
          int count = 0;
          for (int i = 1; i < array1.length; i++) {
              for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
                  if(array1[i][j]!=0){
                      count++;
                      array2[count][0] = i;
                      array2[count][1] = j;
                      array2[count][2] = array1[i][j];
                  }
              }
          }
          System.out.println("===================================");
          System.out.println("输出稀疏数组");
          for (int[] ints : array2) {
              for (int anInt : ints) {
                  System.out.print(anInt + "	");
              }
              System.out.println();
          }
  ​
          //输出还原数组
          int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
  ​
          for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
              array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
          }
  ​
          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();
          }
  ​
  ​
      }
  }
  ​