day7——JAVA数组

JAVA -—— 数组

数组定义、声明和创建

定义：

1. 数组是相同类型数据的有序集合。

2. 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。

3. 其中每个数据称为一个数组元素，每个数组元素可以通过下标访问他们。

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

1. 声明语法：①： dataType[] arrayRefVar; //首选

   ​ ②： dataType arrayRefVar[]; //尽量不要用

2. 用new创建： dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

数组赋值：可以一个个赋值，也可以一起赋值，如下：

 int[] num;//1、声明一个数组
        num = new int[10];//2、创建一个数组

        //3、给数组元素中赋值
        num[0] = 1;
        num[1] = 2;
        num[2] = 3;
        num[3] = 4;
        num[4] = 5;
        num[5] = 6;
        num[6] = 7;
        num[7] = 8;
        num[8] = 9;
        num[9] = 10;
int[] num2 = {1,2,3,4,565,2,75,4,5,4};

注：如果没有赋值，则存的值为默认值。

第一步声明数组：指的是在栈里建立一个array

第二部创建数组；就是指在堆里创建一个数组的区域，里面可以存放几个数据

第三部赋值：指的是给存放数据的地方放入数据

 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException表示数组边界超了

//数组Demo01
public class ArrayDemo {
    //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[] nums;//定义一个数组//首选
        nums = new int[10];//这里可以存放10个int类型的数字
        int num2[];//不推荐

        int[] num;//1、声明一个数组
        num = new int[10];//2、创建一个数组

        //3、给数组元素中赋值
        num[0] = 1;
        num[1] = 2;
        num[2] = 3;
        num[3] = 4;
        num[4] = 5;
        num[5] = 6;
        num[6] = 7;
        num[7] = 8;
        num[8] = 9;
        num[9] = 10;

        //System.out.println(num[0]);
/*
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        //获取数组长度：array.length
        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            sum=sum+num[i];
        }
        System.out.println("总和为："+sum);

 */
        System.out.println(num[11]);
    }
}

三种初始化——（静态、动态和默认初始化）

静态初始化：int[] a = {1,2,3};

动态初始化：int[] a = new int[2]; a[0] = 1; a[1] = 2;

数组的默认值初始化：创建完一个数组，它内部就已经初始化了。（int类型的默认值为0，String类型的为null）

public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化：创建 + 赋值
        int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8};
        Man[] mans = {new Man(),new Man()};//引用类型
        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[1]);
        System.out.println(b[2]);
    }
}

数组的四个基本特点

1. 其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就被确定不可以更改；
2. 数组的元素必须是相同类型的，不允许出现混合类型；
3. 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；
4. 数组的变量属于引用类型，数组也可以看成对象，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中对象是在堆里的，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。

合法区间

[0——length-1],超过合法区域，则报 ArrayIndexOutofBounds

数组的使用

①for-each循环

②数组作为方法入参

③数组作为返回值

//①循环（单独的for）
public class ArrayDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};

        //打印全部的数组元素
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(arrays[i]);
        }

        System.out.println("=============");

        //求全部数组元素的和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            sum += arrays[i];
        }
        System.out.println("sum:"+sum);

        System.out.println("=============");

        //查找最大元素
        int max = arrays[0];

        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if (arrays[i] > max) {
                max = arrays[i];
            }
        }
        System.out.println("max:"+max);
    }
}

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays ={1,2,3,4,5,6};
        //①循环
        for (int array: arrays ) {
            System.out.println(array);
        }
        System.out.println("==========");

        //（②——入参）打印元素
        printArray(arrays);

        System.out.println("========");
        //（③——返回值）反转数组
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);
    }

    //反转数组
    public static int[] reverse(int[] array){//reverse：反转
         int[] result = new int[array.length];

         //反转的操作
        for (int i = 0,j= array.length-1; i < array.length; i++,j--) {
            result[j] = array[i];
        }

        return result;
    }

    //打印数组元素
    public static void printArray(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.println(array[i]+" ");
        }
    }
}

二维数组

数组可以是多维的，这里举例二维的，其实就是数组的元素还是数组，嵌套而已；

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] array = {{1,2,},{2,3},{3,4},{4,5}};//二维数组

        //打印多维数组
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                System.out.println(array[i][j]);
            }
        }

    }
}

Arrays类

数组的工具类：（java.util.Arrays）;

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）

具有以下常用功能：

1. 数组赋值：fill方法
2. 数组排序：sort方法
3. 比较数组：equals方法（比较数组中元素是否相等）
4. 查找数组元素：binarySearch方法，对排序好的数组进行二分查找法操作

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {

        int[] a = {1,2,3,4,45,65,47,64,7,456,12,3};

        System.out.println(a);//[I@1b6d3586

        //打印数组元素：Arrays.toString
        System.out.println(Arrays.toString(a));

        //自己写的方法：打印数组元素
        printArray(a);

        //数组进行排序:升序
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));


        Arrays.fill(a,2,4,0);//数组填充
        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.println(a[i] + "]");
            }else {
                System.out.print(a[i]+", ");
            }
        }
    }

}

冒泡排序

两层循环，外层轮数，里层依次比较。

注：我们看到嵌套循环，则立马可以得到这个算法的时间复杂性为O(n2)

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={1,3,45,6,4,23,7,2,875};

        int[] array = array(a);//调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(array));

    }

    /*
    冒泡排序：
    1.比较数组中，两个相的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置
    2.每一次比较，都会产生出一个最大或最小的数
    3.下一轮的次数减一
    4.依次循环知道结束
     */

    public static int[] array(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++) {

            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 < array.length-1-i; j++) {
                if (array[j+1]<array[j]){
                   temp = array[j+1];
                   array[j+1] = array[j];
                    array[j] = temp;
                    flag = true;
                }
            }
            if (flag == false){
                break;
            }
        }
        return array;
    }

}

稀疏数组

目的就是为了压缩数据；

当一个数组中大部分元素为0 或为同一值时，可以使用稀疏数组来保存该数组。

处理方法：

1. 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值；
2. 把具有不同值的元素和行列即值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模；

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][11];
        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();
        }

        System.out.println("=======================");
        
        //转换为稀疏数组
        //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 (array1[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[][] array2 = new int[sum+1][3];
        array2[0][0]=11;//行
        array2[0][1]=11;//列
        array2[0][2]=sum;//有效值

        //遍历二维数组，将非零的值，存放稀疏数组中
        int count = 0;
        for (int i = 0; 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];
                }
            }
        }

        //输出稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组");

        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.println(array2[i][0]+"	"+array2[i][1]+"	"+array2[i][2]+"	");
        }

        System.out.println("================================");

        //还原数组
        //1.读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2.给其中元素赋值
        for (int i = 1; i <array2.length; i++) {//条件也可以是i<=array2[0][2]
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]]=array2[i][2];
        }
        //打印还原数组
        for (int[] ints:array3) {
            for (int anInt:ints) {
                System.out.print(anInt+"	");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}