黑马程序员——Java基础语法---数组

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一、概念

        同一种类型数据的集合。简单的来说就是一容器，用来装东西的。

        使用数组的好处：可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这些元素。

 

二、一维数组的格式

        格式1：元素类型 [ ]数组名 = new 元素类型 [元素个数或数组长度] ;

                  如： int []  arr = new int [3];  也可以写成： int arr[] = new int[3];

        格式2：元素类型 []数组名 = new 元素类型 [ ]{元素1,元素2,…};

                   如： int []  arr = new int []{1,2,3,4,5};

        还有一种简写的静态初始化格式：如： int [] arr={1,2,3,4,5};

　　  特别注意：int[] x,y[];         //x一维，y二维。int[] x;int[] y[];

        其中：new是用来在堆内存中产生一个容器实体。

　　　1、System.out.println(arr);得到的结果是一个哈希值，也叫地址值。

        2、数组在堆内存开辟空间后，就有默认的初始化值。如：int默认0；boolean默认false。

内存小知识：

        Java程序在运行时，需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率，有对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

        栈内存：用于存储局部变量，当数据使用完，所占空间会自动释放。　　//存在时间短

        堆内存：1、数组和对象，通过new建立的实例都存放在堆内存中。      //存在时间较久

                      2、每一个实体都有内存地址值。

                      3、实体中的变量都有默认初始化值。

                      4、实体不在被使用，会在不确定的时间内被垃圾回收器回收。

 

三、数组操作常见问题

    1、数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)。例：

             int[] arr = new int[2];

             System.out.println(arr[3]);

            访问到了数组中的不存在的脚标时发生。

    2、空指针异常(NullPointerException)。例：

            int[]arr = null;

             System.out.println(arr[0]);

             arr引用没有指向实体，却在操作实体中的元素时。

 

四、数组中的数组

        也称多维数组，这里我们主要讲二维数组。

        格式1： int[][] arr= new int[3][2];

        解释：以上格式表示定义了名称为arr的二维数组。有3个一维数组，每一个一维数组中有2个元素。一维数组的名称分别为arr[0],arr[1],arr[2]。给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：arr[0][1] = 78。

        格式2： int[][] arr= new int[3][];

         注：此种格式中每个一维数组都是默认初始化值null。

         格式3：int[][] arr = {{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};//每一个一维数组中具体元素都初始化了。

注：一种特殊定义写法：int[]x,y[]; x是一维数组，y是二维数组。

class  Array2Demo
{//目标：熟悉二维数组的存在，即一维数组中的组员为
     // 一维数组
    public static void main(String[] args) 
    {


        /*
        int arr[]=new int [3];//新建一个一维数组，数组中有三个元素
        
        int arr[][]=new int[3][4]//新建一个二维数组，3列4行
        int arr[][]=new int[3][];//二维数组，有三个组员，组员中各有一维数组
        arr[0][]=new int[3];
        arr[1][]=new int[1];
        arr[2][]=new int[2];
        System.out.println(arr,length);//打印是二维数组的长度 3；
        System.out.println(arr[0].length);//打印二维数组中第一个一维数组长度
        */
        int arr[][]  = {{3,5,1,7},{2,3,5,8},{6,1,8,2}};
        //求数组中元素的和
        //分析：二维数组需要使用双重for循环
        //第一次遍历时x<arr.length
        //第二次遍历时y<arr[x].length
        int sum=0,x,y;
        for(x=0;x<arr.length;x++)
        {
            for(y=0;y<arr[x].length;y++)
            {
                sum=sum+arr[x][y];
            }
        }
        System.out.println("数组和为："+sum);
    }
}

 

 

五、数组常见操作

1、 数组排序：

        常见的排序方式：冒泡排序和选择排序。在Java已经定义好了一种排序方式，在开发使用中，直接调用即可。排序的方式有很多，其中最快的排序方式为希尔排序。

下面是我自己敲的选择和冒泡两种排序方式的程序：

 

import java.util.*;
/*
对给定数组进行排序。
{5,1,6,4,2,8,9}*/
class ArrayTest2 
{    
    public static void swap(int arr[],int a,int b)
       {/*
分析：无论哪一种排序都需要交换，为了提高代码的复用率
独立将交换函数封装
*/
           int temp=arr[a];
            arr[a]=arr[b];
            arr[b]=temp;    
        }
    public static void selectSort(int arr[])//分析：选择排序
    {    /*分析：选择排序：原理是将遍历一遍数组将最小值放到最前面
            之后遍历便从角标1开始，如此重复，
            直到遍历到arr.length-2为止
        */
        for(int x=0;x<arr.length-1;x++)//外循环遍历数组  
        {
            for(int y=x+1;y<arr.length;y++)//内循环比较大小 
            { 
                if(arr[x]>arr[y])
                swap(arr,x,y);
            }
        }
    }
    public static void VubbleSort(int arr[])//分析:冒泡排序
    {
        for(int x=0;x<arr.length-1;x++)//原理是从零角标开始，相邻角标元素值大的往后面放，
        {                                //因此遍历一次后，该数组最大的元素在最后面
            for(int y=0;y<arr.length-x-1;y++)//-x:让每一次比较的元素减少。-1：避免角标越界。 
            {    if(arr[y]>arr[y+1])
                swap(arr,y,y+1);
            }
        }
    }

    public static void printArray(int arr[])
    {
        sop("{");
        for(int x=0;x<arr.length;x++)//打印数组的格式   {x,x,x,x,x......}
        {
            if(x!=arr.length-1)
                sop(arr[x]+",");
            else
                sop(arr[x]+"}");
            
        }
        sop("
");
    }
    public static void main(String[] args) 
    {
        int arr[]={5,1,6,4,2,8,9};
        sop("数组排序前：");
        printArray(arr);
        //VubbleSort(arr);
        selectSort(arr);
        sop("数组排序后：");
        printArray(arr);
    }
    public static void sop(Object obj)
    {
        System.out.print(obj);
    }
}

2、 折半查找

class  ArrayTest4
{/*
数组的查找操作。

练习：有一个有序的数组，想要将一个元素插入到该数组中，
还要保证该数组是有序的。如何获取该元素在数组中的位置。
分析：通过折半查找寻找出元素应该所属的角标
      之后创建新的数组存储，新的数组
*/

    public static int halfSearch(int arr[],int key)//传递进来的是有序的数组  和要查找的元素
    {                                                //返回的是该元素应该在的位置
        int low=0,high=arr.length,num;
        for(num=(low+high)/2;low<high;num=(low+high)/2)//将数组的两端low+high 除二 取出该位置num的元素与要查找的元素比较
        {                                                
            if(key==arr[num])                            
                return num+1;   //如果查找到元素值相同 ，则返回的位置为num+1；
            else
                {
                    if(key>arr[num])//若要查找的元素大，则将num加1的所在位置 传递给  low
                        low=num+1;
                    else
                        high=num-1;//若要查找的元素小  则将num减1的所在位置 传递给  high
                }
                

        }
        return low; //如果没有查找到元素与之相同，则返回  low   ，这个low便是如果元素要插入这个数组，该元素应该存在的位置
    }
    public static void sop(Object obj)//打印  任何对象
    {
        System.out.println(obj);
    }
    public static int getIndex(int arr[],int key)//按照数组的顺序 查找 有没有与要查找元素相同的元素（该数组可以无序）
        {
            int x;
            for(x=0;x<arr.length;x++)
            { if(key==arr[x])
                return x;                    //如果有则返回位置
            }
            return -1;                        //没有则返回-1
        }
    
    public static void main(String[] args) 
    {
        int arr[]={2,4,5,7,8,19,32,45};
        int arr1[]={3,2,1,5,4,2,9};
        int x=halfSearch(arr,9);
        int y=getIndex(arr1,5);
        System.out.print('{');
        for(int a=0;a<arr.length-1;a++)
        System.out.print(arr[a]+",");
        System.out.print(arr[arr.length-1]);//打印arr数组
        System.out.println('}');
        sop(x);

        sop(y);
        
    }
}

 

 

 

3、数组的反转

/*
对给定的数组进行反转。
{3,1,5,6,2} --->
{2,6,5,1,3}

分析：要反转数组，只要将数组的首尾依次互换
而一个数组有奇偶，然而要反转的次数是确定的即
int x=arr.length/2.
因此只需要调用循环就可以了

*/

class  ArrayTest3
{    public static void reverseArray(int arr[])
    {
        for(int start=0,end=arr.length-1; start<end ; start++,end--)//取出起始位和末尾位，只要起始位能够小于末尾位
        {                                                            //即还有未交换位置的元素，之后将起始位增1，末尾位减1
            int temp=arr[start];
        arr[start]=arr[end];                 //交换两个位置所在的元素
        arr[end]=temp;
        
        }
    }
    public static void printArray(int arr[])   //打印数组的格式 {x,x,x,x......}
    {
        sop("{");
        for(int x=0;x<arr.length;x++)
        {
            if(x!=arr.length-1)
                sop(arr[x]+",");
            else
                sop(arr[x]+"}");
        }
        sop("
");
    }
    public static void sop(Object obj)  //打印任何对象
    {
        System.out.print(obj);
    }
    public static void main(String[] args) 
    {
        int arr[]={3,1,5,6,2};//创建数组
        sop("交换前的数组为");
        printArray(arr);
        reverseArray(arr);
        sop("交换后的数组为");
        printArray(arr);
    }
}

4、实战演练 LuckNumber

class  LuckNumber
{ /*有n个小朋友手拉手围成圈，编号为1~n，小朋友轮流从1开始报数报到m，
   报到m的自动退出该圈，游戏到最后剩下的是几号小朋友？
   分析：将小朋友的个数存到数组中，
         当报到m时，将该数组元素变成0；
         当碰到0时，指针自动读取下一个元素，
         当报到最后一个时，指针跳到0角标，从新开始
*/
    public static void sop(Object obj)//打印任何对象
    {
        System.out.print(obj);
    }
    public static int getLuck(int arr[],int m)
    {   int pos=-1,num=0;
        for(int x=0;x<arr.length-1;x++) //取出元素个数-1的个数，目的取出唯一剩到最后的元素
        {
            for(int y=0;y<m;y++)//每次数过m个非零的元素时，使该元素变为零
            { pos++;
                if (pos==arr.length)
                    pos=0;
                while(arr[pos]==0)
                {pos++;
                    if (pos==arr.length)
                    { pos=0;
                    }
                }
                
            }
            arr[pos]=0;
        }
        for(int t=0;t<arr.length;t++)//寻找
        {
            if (arr[t]!=0)
            { 
                num=arr[t];
            }
        }
        return num;
    }
    public static void main(String[] args) 
    {
        int n=3,arr[]=new int[n];//建立数组，通过for循环将1~12传入数组
        for(int i=1;i<=arr.length;i++)
        {
            arr[i-1]=i;
        }
        sop(getLuck(arr,2));//将数组和被淘汰的号码传入
    }
}