第五章 数组
5.1 数组的概述
5.1.1 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，每一个数据称为一个数据元素，每一个数据元素可以通过一个下标来访问他们。
5.2 数组的声明创建
5.2.1 数组的声明与创建
-
首先必须声明数组的变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：
dataType[] arrayRefVar;//首选方法
或
dataType arrayRefVar[];//效果相同，但不是首选 -
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来访问的，数组索引从0开始。
-
获取数组的长度： arrays.length
-
实例
/**
* @Author: hyb
* @DATA: 2023/4/14
* JavaSE
*/
public class Demo014 {
public static void main(String[] args) {
int[] a;
a = new int[5];
a[0] =1;
a[1] =2;
a[2] =3;
a[3] =4;
a[4] =5;
int sum =0;
for(int i = 0;i < a.length;i++){
sum = sum + a[i];
}
System.out.println("sum="+sum);
}
}
5.2.2 内存分析
1. 堆
-
存放new的对象和数组
-
可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用
2. 栈
-
存放基本变量类型（包含这个基本类型的具体数值）
-
引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
3. 方法区
-
可以被所有的线程共享
-
包含了所有的class和static变量
5.2.3 数组的三种初始化
-
静态初始化：由程序员指定每个数组元素的初始值，有系统决定数组长度。
//创建+赋值
int[] a = {1,2,3}
Man mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};
-
动态初始化：程序员只指定数组长度，由系统为数组元素分配初始值。
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，其中的每一个元素也被按照实例变量的方法被隐式初始化。
-
5.2.4 数组的基本特点
-
其长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小就不可以发生改变。
-
其元素必须是相同的类型，不允许出现混合类型。
-
数组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，数组中的每一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，数组本身就是在堆中的。
5.2.5 数组边界
-
下标的合法区间：[0,length-1] ，如果越界就会报错。
-
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常
-
小结：
-
数组是相同的数据类型（数据类型可以为任意类型）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；
-
数组长度的确定，不可变的。如果越界就会报错。
-
5.3 数组的使用
-
普通for循环
-
For-Each循环
-
数组作方法入参
-
数组作返回值
-
实例
/**
* @Author: hyb
* @DATA: 2023/4/14
* JavaSE
* 数组的使用
*/
public class Demo015 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
alArray(arrays);
blArray(arrays);
int[] reverse =reverse(arrays);
alArray(reverse);
}
//数组反转
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//反转操作
for (int i = 0,j=result.length-1;i<arrays.length;i++,j--){
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
//打印数组元素
public static void alArray(int[] arrays){
for (int i = 0;i<arrays.length;i++){
System.out.print(arrays[i]+"");
}
}
//打印数组元素
public static void blArray(int[] arrays){
for(int array:arrays){
System.out.print(array);
}
}
}
5.4 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维数组。
-
二维数组
int a[][] = new int[2][5]//2行5列的数组 -
实例：
/**
* @Author: hyb
* @DATA: 2023/4/14
* JavaSE
* 二维数组
*/
public class Demo016 {
public static void main(String[] args) {
int[][] array ={{1,2},{2,3},{3,4}};
System.out.println(array[0][0]);
System.out.println(array[0][1]);
System.out.println(array[1][0]);
}
}
5.5 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实用类名进行调用，而“不用”使用对象来调用（注意：是不用）
-
具有一下的功能：
-
给数组赋值：通过fill方法
-
对数组进行排序：通过sort方法，按升序。
-
比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等。
-
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。
-
5.6 冒泡排序
-
总共有八大排序
-
冒泡排序就是两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
-
这个算法的时间复杂度为O(n2)。
-
实例
import java.util.Arrays;
/**
* @Author: hyb
* @DATA: 2023/4/15
* JavaSE
* 冒泡排序
*/
public class Demo017 {
//1.比较数组中，两个相邻的元素，如果第一个比第二个大，我们交换他们的位置
//2.每一次比较，都会产生一个最大或最小的数字
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环
public static void main(String[] args) {
int[] a ={14,2,13,45,5,46,24};
int[] sort = sort(a);//
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
public static int[] sort(int[] array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断走多少次
for(int i = 0;i< array.length-1;i++){
boolean flag = false;//减少没有意义的比较
//内层循环，比较数换位置
for (int j = 0;j< array.length-1-i;j++){
if (array[j+1]<array[j]){
//换位
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
false = true;
}
}
if(false ==false){
break;
}
}
return array;
}
}
5.7 稀疏数组
-
数组介绍
-
当一个数组中大部分元素是0，或为同一个值的时候，可以使用稀疏数组来保存数组。它是一个十分有效的存储结构，便于节省存储空间。
-
示意图
-
以上二维数组的缺点：
-
原数组中存在大量的无效数据，占据了大量的存储空间，真正有用的数据很少
-
-
稀疏数组处理方法：
-
记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值
-
把具有不同值元素的行列及值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模。
-
-
实现步骤
-
实例
package array;
/**
* @author WuChenGuang
*/
public class SparseArray {
public static void main(String[] args) {
// 1.模拟出来棋盘数据，使用二维数组
int num = 11;
int[][] array = new int[num][num];
array[1][2] = 1;
array[2][4] = 2;
// 打印棋盘查看效果
for (int[] row : array) {
for (int val : row) {
System.out.printf("%d\t", val);
}
System.out.println();
}
// 需要把如上的二维数组中有效数据压缩至稀疏数组中去
// 计算二维数组中有效数据
int sum = 0;
for (int i = 0; i < num; i++) {
for (int j = 0; j < num; j++) {
if (array[i][j] != 0) {
sum++;
}
}
}
// 定义稀疏数组
int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];
// 行
sparseArray[0][0] = 11;
// 列
sparseArray[0][1] = 11;
// 有效数据个数
sparseArray[0][2] = sum;
// 把有效数据存放至稀疏数组中去
int count = 0;
// 行的索引
for (int i = 0; i < num; i++) {
// 列的索引
for (int j = 0; j < num; j++) {
// 判断是否是有效数据
if (array[i][j] != 0) {
count++;
sparseArray[count][0] = i;
sparseArray[count][1] = j;
sparseArray[count][2] = array[i][j];
}
}
}
// 打印稀疏数组
for (int[] ints : sparseArray) {
// System.out.printf("%d,%d,%d\t", ints[0], ints[1], ints[2]);
System.out.println(ints[0] +