java后端学习-第一部分java基础：数组、排序和查找

数组

数组可以存放多个同一类型的数据。数组也是一种数据类型，是引用类型。即：数组就是一组数据。

• 数组的使用

  1. 动态初始化
     数据类型 数组名[] = new 数据类型 [大小]
     int a[] =new int [5]//创建了一个数组，名字a，存放5个int
     数组的引用：数组名[下标/索引]，如a数组的第三个数 a[2]
     数组的下标从0开始。
     声明数组
     数据类型 数组名[];也可以 数据类型[] 数组名；
     int a[]; 或者 int[] a;
     创建数组
     数组名 = new 数据类型[大小];
     a = new int [10];

  2. 静态初始化
     语法：数据类型 数组名[]={元素值，元素值..}
     int a[]={2,5,6}

		double scores[];//声明数组，这里scores是null
		scores = new double[5];//分配内存空间，可以存放数据

数组使用注意事项和细节

1. 数组是多个相同类型数据的组合，实现对这些数据的统一管理
2. 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，但是不能混用。
3. 数组创建后，如果没有赋值，有默认值int 0,short 0,byte 0,long 0,float 0.0,char u0000,boolean false,String null。
4. 使用数组的步骤：声明数组并开辟空间；给数组各个元素赋值；使用数组。
5. 数组的下标是从0开始的。
6. 数组下标必须在指定范围内使用，否则报：下标越界异常，比如int [] arr =new int [5];则有效下标为0-4.
7. 数组属于引用类型，数组型数据是对象(object)。

public class ArrayExercise01{
	public static void main(String[] args) {
		/*
		 创建一个char类型的26个元素的数组，分别放置'A'-'Z'。
		 使用for循环访问所有元素并打印出来
		 提示：char类型数据运算'A'+2 -> 'C' 
		 */
		char[] chars = new char[26];
		for (int i = 0;i < chars.length ;i++ ) {//循环26次
			chars[i] = (char)('A' + i);// 'A' + i 是int类型，需要强制转换
		 } 
		 //循环输出
		 System.out.println("=====chars数组=====");
		 for (int i = 0;i < chars.length ;i++ ) {
		 	System.out.print(chars[i] + " ");
		 }
	}
}

public class ArrayExercise02{
	public static void main(String[] args) {
		/*
		请求出一个数组int[]的最大值{4,-1,9,10,23},并得到对应的下标。
		 */
		int[] arrays = {4,-1,9,10,23};
		//用max记录最大值
		int max = arrays[0];
		//用maxIndex记录最大值对应的下标
		int maxIndex = 0;
		for (int i = 1;i <arrays.length ;i++ ) {
			if (arrays[i] > max) {
				max = arrays[i];
				maxIndex = i;
			}
		}
		System.out.println("最大值为：" + max);
		System.out.println("最大值对应的下标为：" + maxIndex);

	}
}

数组赋值机制

1. 基本数据类型赋值，这个值就是具体的数据，而且相互不影响。
2. 数组在默认情况下是引用传递，赋的值是地址。

public class ArrayAssign { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//基本数据类型赋值, 赋值方式为值拷贝
		//n2的变化，不会影响到n1的值
		int n1 = 10;
		int n2 = n1;

		n2 = 80;
		System.out.println("n1=" + n1);//10
		System.out.println("n2=" + n2);//80

		//数组在默认情况下是引用传递，赋的值是地址，赋值方式为引用赋值
		//是一个地址 , arr2变化会影响到 arr1
		int[] arr1 = {1, 2, 3};
		int[] arr2 = arr1;//把 arr1赋给 arr2
		arr2[0] = 10;

		//看看arr1的值
		System.out.println("====arr1的元素====");
		for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			System.out.println(arr1[i]);//10, 2, 3
		}

		System.out.println("====arr2的元素====");
		for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
			System.out.println(arr2[i]);//10, 2, 3
		}

	}
}

数组拷贝

public class ArrayCopy { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//将 int[] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2数组, 
		//要求数据空间是独立的.
		
		int[] arr1 = {10,20,30};
		
		//创建一个新的数组arr2,开辟新的数据空间
		//大小 arr1.length;
		int[] arr2 = new int[arr1.length];

		//遍历 arr1 ，把每个元素拷贝到arr2对应的元素位置
		for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			arr2[i] = arr1[i];
		}

		//修改 arr2， 不会对arr1有影响.
		arr2[0] = 100;

		//输出arr1 
		System.out.println("====arr1的元素====");
		for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			System.out.println(arr1[i]);//10,20,30
		}

		//
		System.out.println("====arr2的元素====");
		for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
			System.out.println(arr2[i]);//
		}

	}
}

数组反转

public class ArrayReverse{
	public static void main(String[] args) {
		//数组反转

		//定义数组
		int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
		//思路
		//规律
		//1. 把 arr[0] 和 arr[5] 进行交换 {66,22,33,44,55,11}
		//2. 把 arr[1] 和 arr[4] 进行交换 {66,55,33,44,22,11}
		//3. 把 arr[2] 和 arr[3] 进行交换 {66,55,44,33,22,11}
		//4. 一共要交换 3 次 = arr.length / 2
		//5. 每次交换时，对应的下标 是 arr[i] 和 arr[arr.length - 1 -i]
		//代码
		//优化
		int temp = 0;
		int len = arr.length; //计算数组的长度
		for( int i = 0; i < len / 2; i++) {
			temp = arr[len - 1 - i];//保存
			arr[len - 1 - i] = arr[i];
			arr[i] = temp; 
		}

		System.out.println("===翻转后数组===");
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "	");//66,55,44,33,22,11
		}
	}
}

public class ArrayReverse02 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//定义数组
		int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
		//使用逆序赋值方式 
		//思路
		//1. 先创建一个新的数组 arr2 ,大小 arr.length
		//2. 逆序遍历 arr ,将 每个元素拷贝到 arr2的元素中(顺序拷贝)
		//3. 建议增加一个循环变量 j -> 0 -> 5
		int[] arr2 = new int[arr.length];
		//逆序遍历 arr
		for(int i = arr.length - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
			arr2[j] = arr[i];
		}
		//4. 当for循环结束，arr2就是一个逆序的数组 {66, 55, 44,33, 22, 11} 
		//5. 让 arr 指向 arr2数据空间, 此时 arr原来的数据空间就没有变量引用
		//   会被当做垃圾，销毁
		arr = arr2;
		System.out.println("====arr的元素情况=====");
		//6. 输出 arr 看看
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "	");
		}

	}
}

数组扩容

public class ArrayAdd { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		要求：实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容。ArrayAdd.java
		1.原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
		2.增加的元素4，直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
		3.用户可以通过如下方法来决定是否继续添加，添加成功，是否继续？y/n
		
		思路分析
		1. 定义初始数组 int[] arr = {1,2,3}//下标0-2
		2. 定义一个新的数组 int[] arrNew = new int[arr.length+1];
		3. 遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
		4. 将 4 赋给 arrNew[arrNew.length - 1] = 4;把4赋给arrNew最后一个元素
		5. 让 arr 指向 arrNew ;  arr = arrNew; 那么 原来arr数组就被销毁
		 */
		int[] arr = {1,2,3};
		int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
		//遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			arrNew[i] = arr[i];
		}
		//把4赋给arrNew最后一个元素
		arrNew[arrNew.length - 1] = 4;
		//让 arr 指向 arrNew, 
		arr = arrNew;
		//输出arr 看看效果
		System.out.println("====arr扩容后元素情况====");
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "	");
		}



	}
}

import java.util.Scanner;
public class ArrayAdd02 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		要求：实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容。ArrayAdd.java
		1.原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
		2.增加的元素4，直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
		3.用户可以通过如下方法来决定是否继续添加，添加成功，是否继续？y/n
		
		思路分析
		1. 定义初始数组 int[] arr = {1,2,3}//下标0-2
		2. 定义一个新的数组 int[] arrNew = new int[arr.length+1];
		3. 遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
		4. 将 4 赋给 arrNew[arrNew.length - 1] = 4;把4赋给arrNew最后一个元素
		5. 让 arr 指向 arrNew ;  arr = arrNew; 那么 原来arr数组就被销毁
		6. 创建一个 Scanner可以接受用户输入
		7. 因为用户什么时候退出，不确定，使用 do-while + break来控制
		 */
		
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
		//初始化数组
		int[] arr = {1,2,3};

		do {
			int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
			//遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
			for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
				arrNew[i] = arr[i];
			}
			System.out.println("请输入你要添加的元素");
			int addNum = myScanner.nextInt();
			//把addNum赋给arrNew最后一个元素
			arrNew[arrNew.length - 1] = addNum;
			//让 arr 指向 arrNew, 
			arr = arrNew;
			//输出arr 看看效果
			System.out.println("====arr扩容后元素情况====");
			for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
				System.out.print(arr[i] + "	");
			}
			//问用户是否继续
			System.out.println("是否继续添加 y/n");
			char key = myScanner.next().charAt(0);
			if( key == 'n') { //如果输入n ,就结束
				break;
			}			
		}while(true);

		System.out.println("你退出了添加...");
	}
}

数组缩减

import java.util.Scanner;
public class ArrayReduce{
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = {1,2,3,4,5};
		do{
			System.out.println("是否进行缩减？y/n");
			Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
			char flag = myScanner.next().charAt(0);
			if (flag == 'n') {
				break;
			}
			if (arr.length ==1) {
				System.out.println("数组不能在缩减");
				break;
			}
			int[] arrNew = new int[arr.length - 1];
			for (int i = 0;i < arrNew.length ;i++ ) {
				arrNew[i] = arr[i];
			}
			arr = arrNew;
			System.out.println("=====缩减后的数组=====");
			for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {
				System.out.print(arr[i] + "	");
			}
		}while(true);
	}
}

排序

排序是将多个数据，依指定的顺序进行排列的过程。

• 内部排序
  指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器中进行排序。包括(交换式排序法、选择 式排序法和插入式排序法)；
• 外部排序法
  数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储进行排序。包括(合并排序法和直接合并排序法)。

冒泡排序法

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从后向前（从下标较大的元素开始），依次比较相邻元素 的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就象水底下的气泡一样逐渐向上冒。

public class BubbleSort{
	public static void main(String[] args) {		
		/*
			数组 [24,69,80,57,13]
			第1轮排序: 目标把最大数放在最后
			第1次比较[24,69,80,57,13]
			第2次比较[24,69,80,57,13]
			第3次比较[24,69,57,80,13]
			第4次比较[24,69,57,13,80]
		 */
		int[] arr = {24, 69, 80, 57, 13, -1, 30, 200, -110};
		int temp = 0; //用于辅助交换的变量

		//将多轮排序使用外层循环包括起来即可
		//先死后活 =》 4就是 arr.length - 1
		for( int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {//外层循环是4次

			for( int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {//4次比较-3次-2次-1次
				//如果前面的数>后面的数，就交换
				if(arr[j] > arr[j + 1]) {
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j+1];
					arr[j+1] = temp;  
				}
			}
			System.out.println("
==第"+(i+1)+"轮==");
			for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
				System.out.print(arr[j] + "	");
			}

		}

		// for( int j = 0; j < 4; j++) {//4次比较
		// 	//如果前面的数>后面的数，就交换
		// 	if(arr[j] > arr[j + 1]) {
		// 		temp = arr[j];
		// 		arr[j] = arr[j+1];
		// 		arr[j+1] = temp;  
		// 	}
		// }

		// System.out.println("==第1轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "	");
		// }
		// /*
		// 第2轮排序: 目标把第二大数放在倒数第二位置
		// 第1次比较[24,69,57,13,80]
		// 第2次比较[24,57,69,13,80]
		// 第3次比较[24,57,13,69,80]
		//  */
		
		// for( int j = 0; j < 3; j++) {//3次比较
		// 	//如果前面的数>后面的数，就交换
		// 	if(arr[j] > arr[j + 1]) {
		// 		temp = arr[j];
		// 		arr[j] = arr[j+1];
		// 		arr[j+1] = temp;  
		// 	}
		// }

		// System.out.println("
==第2轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "	");
		// }

		
		// 第3轮排序: 目标把第3大数放在倒数第3位置
		// 第1次比较[24,57,13,69,80]
		// 第2次比较[24,13,57,69,80]
		 
		
		// for( int j = 0; j < 2; j++) {//2次比较
		// 	//如果前面的数>后面的数，就交换
		// 	if(arr[j] > arr[j + 1]) {
		// 		temp = arr[j];
		// 		arr[j] = arr[j+1];
		// 		arr[j+1] = temp;  
		// 	}
		// }

		// System.out.println("
==第3轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "	");
		// }

		// /*
		// 第4轮排序: 目标把第4大数放在倒数第4位置
		// 第1次比较[13,24,57,69,80]
		//  */
		
		// for( int j = 0; j < 1; j++) {//1次比较
		// 	//如果前面的数>后面的数，就交换
		// 	if(arr[j] > arr[j + 1]) {
		// 		temp = arr[j];
		// 		arr[j] = arr[j+1];
		// 		arr[j+1] = temp;  
		// 	}
		// }

		// System.out.println("
==第4轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "	");
		// }
	}
}

查找

顺序查找

import java.util.Scanner;
public class SeqSearch{
	public static void main(String[] args) {
		/*有一个数列：白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王
		猜数游戏：
		 从键盘中任意输入一个名称，判断数列中是否包含此名称【顺序查找】 
		 要求: 如果找到了，就提示找到，并给出下标值 思路分析 
		1. 定义一个字符串数组 
		2. 接收用户输入, 遍历数组，逐一比较，
		如果有，则提示信息，并退出 
		*/
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
		//定义一个字符串数组 
		String[] names = {"白眉鹰王", "金毛狮王", "紫衫龙王", "青翼蝠王"};
		System.out.println("请输入名字");
		String findName = myScanner.next();
		//index为索引
		int index = -1;
		for (int i = 0;i < names.length ;i++ ) {
			//比较 字符串比较equals，如果要找到名字就是当前元素
			if (findName.equals(names[i])) {
				System.out.println("恭喜你找到" + findName);
				System.out.println("下标为：" + i);
				//把i保存到index
				index = i;
				break;
			}
		}
		if (index == -1) {
			System.out.println("没有找到" + findName);
		}
	}
}

二维数组

二维数组的本质就是一维数组的每一个元素都是一个一维数组。

使用方式

• 动态初始化
  语法: 类型[][] 数组名=new 类型[大小][大小]
  比如: int a[][]=new int[2][3]
• 动态初始化
  先声明：类型 数组名[][];
  再定义(开辟空间)
  数组名 = new 类型[大小][大小] 赋值(有默认值，比如 int 类型的就是 0)
• 静态初始化
  定义 类型 数组名[][] = {{值 1,值 2..},{值 1,值 2..},{值 1,值 2..}} 使用即可 [ 固定方式访问 ]
  

应用案例：杨辉三角

public class YangHui { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角
		1
		1 1
		1 2 1
		1 3 3  1
		1 4 6  4  1
		1 5 10 10 5 1

		规律
		 1.第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素
		 2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1
		 3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素的值. arr[i][j] 
		  arr[i][j]  =  arr[i-1][j] + arr[i-1][j-1]; //必须找到这个规律

		 */
		int[][] yangHui = new int[12][];
		for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {//遍历yangHui的每个元素

			//给每个一维数组(行) 开空间
			yangHui[i] = new int[i+1];
			//给每个一维数组(行) 赋值
			for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++){
				//每一行的第一个元素和最后一个元素都是1
				if(j == 0 || j == yangHui[i].length - 1) {
					yangHui[i][j] = 1;
				} else {//中间的元素
					yangHui[i][j]  =  yangHui[i-1][j] + yangHui[i-1][j-1];
				}
			}
		}
		//输出杨辉三角
		for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
			for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {//遍历输出该行
				System.out.print(yangHui[i][j] + "	");
			}
			System.out.println();//换行.
		}
		
	}
}

二维数组使用细节和注意事项

1. 二维数组的声明方式有：
   int[][]y 或者 int[]y[] 或者 int y[][]
2. 二维数组实际上是有多个一维数组组成的，它的各个一维数组的长度可以相同，也可以不相同。