javaSE——数组

数组概述

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一个下标来访问它们.

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。

数组声明创建

1、声明数组

建议使用 dataType[] arrayRefVar 的声明风格声明数组变量。 dataType arrayRefVar[] 风格是来自 C/C++ 语言，在Java中采用是为了让 C/C++ 程序员能够快速理解java语言。

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

2、创建数组

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize];
/*上面的语法语句做了两件事：
一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
二、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar*/

1、2数组变量的声明和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：

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，所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1。获取数组长度：arrays.length

3、内存分析

声明的时候并没有实例化任何对象，只有在实例化数组对象时，JVM才分配空间，这时才与长度有关。因此，声明数组时不能指定其长度(数组中元素的个数)，例如： int a[5]; //非法
声明一个数组的时候并没有数组被真正的创建。
构造一个数组，必须指定长度
数组越界时（数组中没有对应下标的空间被开辟）报错，ArrayIndexOutOfBoundsException

//1.声明一个数组
int[] myList = null;
//2.创建一个数组
myList = new int[10];

4、三种初始化

静态初始化

除了用new关键字来产生数组以外,还可以直接在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。

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

动态初始化(包含默认初始化)

数组定义、为数组元素分配空间、赋值的操作、分开进行。

int[] a = new int[10];
a[0]=1;
a[1]=2;
//其他被默认初始化为0（int类型默认初始化为0）

数组的默认初始化

数组是引用类型【除了八大基本类型都是引用类型】，它的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间【创建过程完成空间分配】，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

5、数组边界

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]);
}

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2 at com.kuang.chapter3.Demo03.main(Demo03.java:6)

ArrayIndexOutOfBoundsException : 数组下标越界异常！

数组使用

数组的元素类型和数组的大小都是确定的，所以当处理数组元素时候，我们通常使用基本循环或者 For-Each 循环。

【该实例完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组】

0.普通的for循环

package com.kuang.array;

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("========");
        //计算所有元素的和
        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);
    }
}

1、For-Each 循环

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 For-Each 循环或者加强型循环，它能在不使用下标的情况下遍历数组。

语法格式如下：

for(type element: array){
	System.out.println(element);
}

【示例】

package com.kuang.array;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        //JDK1.5给出没有下标的arrays遍历
        for (int array : arrays) {
            System.out.println(array);
        }
    }
}

2、数组作方法入参

数组可以作为参数传递给方法。

例如，下面的例子就是一个打印 int 数组中元素的方法 :

//这里出过错误，拼接空格的时候，以字符串类型，必须是“”双引号引住
    public static void printArray(int[] arrays) {
        for (int array : arrays) {
            System.out.print(array+" ");
        }
    }

3、数组作返回值

package com.kuang.array;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        int[] reverse = reverse(arrays);
        for (int arr : reverse) {
            System.out.println(arr);
        }
    }
    
    //反转数组
    public static int[] reverse(int[] list) {
        int[] result = new int[list.length];
        
        for(int i=0, j=result.length-1;i<list.length ;i++,j--)
        {
            result[j] = list[i];
        }
        return result;
    }
}

以上实例中 result 数组作为函数的返回值。

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维数组。

多维数组的动态初始化（以二维数组为例）

直接为每一维分配空间，格式如下：

type[][] typeName = new type[typeLength1][typeLength2];
type 可以为基本数据类型和复合数据类型，arraylenght1 和 arraylenght2 必须为正整数，
arraylenght1 为行数，arraylenght2 为列数。

比如定义一个二维数组：

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

解析：二维数组 a 可以看成一个两行三列的数组。

多维数组的引用（以二维数组为例）

对二维数组中的每个元素，引用方式为 arrayName[index1][index2]，例如： num[1] [0];

其实二维甚至多维数组十分好理解，我们把两个或者多个值当做定位就好。

原来的数组就是一条线，我们知道一个位置就好

二维就是一个面，两点确定一个位置

三维呢，就需要三个点来确定

。。。

依次理解即可！

获取数组长度： a.length获取的二维数组第一维数组的长度，a[0].length才是获取第二维第一个数组长度。

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的操作。

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：

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。

具体说明请查看下表：

1、打印数组

package com.kuang.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a ={1,2};
        System.out.println(a);//[I@2a139a55，直接打印是对象的hashcode
        //把当前数组打印出来
        System.out.println(Arrays.toString(a));//[1,2]
    }
}

2、数组排序

对指定的 int 型数组按数字升序进行排序

package com.kuang.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={1,2,323,23,543,12,59};
        System.out.println(Arrays.toString(a));//无序直接打印
        
        //排序后再打印一次
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));


    }
}

3、二分法查找

在数组中查找指定元素并返回其下标

注意：使用二分搜索法来搜索指定的数组，以获得指定的值。必须在进行此调用之前对数组进行排序(通过sort方法等)。

如果没有对数组进行排序，则结果是不确定的。如果数组包含多个带有指定值的元素，则无法保证找到的是哪一个。

public static void main(String[] args) {
        int[] a = { 1, 2, 323, 23, 543, 12, 59 };
        //使用二分查找，先排序，再查找
        //由于12的下标为2所以查找结果为2
        Arrays.sort(a);
        System.out.println("该元素（12）的索引："+Arrays.binarySearch(a,12));
    }

4、元素填充

public static void main(String[] args) {
        int[] a = { 1, 2, 323, 23, 543, 12, 59 };
        Arrays.sort(a);
        Arrays.fill(a, 2, 4, 100);
        System.out.println(Arrays.toString(a));

    }
填充结果为[1, 2, 100, 100, 59, 323, 543]

如果使用 Arrays.fill(a , 100);则会出现数组中的每一个元素均被100替换的情况；

因此要适时的用ctrl进入方法代码页面查看说明，了解这些方法的不同使用

5、数组转换为List集合

asList方法：返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。

int[] a = {3,5,1,9,7};
List<int[]> list = Arrays.asList(a);

常见排序算法

【请写出冒泡排序代码】

冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

两层循环，外层冒泡轮数，内层依次比较。时间复杂度O（n^2）

冒泡排序算法的原理如下：

比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
每次比较，都会产生一个最大，或者最小的数字；
由2得知，下一轮可以少一次排序（反应在代码里就是内层 - i）
依次循环，直至结束

package com.kuang.array;

public class Bubble {
    public int[] sort(int[] array) {
        int temp = 0;
        //外层循环，他决定冒泡次数
        //给length-1是为了防止外溢
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            //内层循环，比较判断两个数，如果一个数比后一个大，则交换位置
            //每次冒泡都会完成一个最大或者最小数的筛选，故要减去i
            for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
                if (array[j ] > array[j+1]) {
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j + 1];
                    array[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }
}

优化：//通过符号位可以减少无谓的比较，如果已经有序了（表现为不走内层交换），就退出循环

for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
    		---
            boolean flag=false;
            ---
            //内层循环，比较判断两个数，如果一个数比后一个大，则交换位置
            //每次冒泡都会完成一个最大或者最小数的筛选，故要减去i
            for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
                if (array[j ] > array[j+1]) {
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j + 1];
                    array[j + 1] = temp;
                    flag=true;
                }
            }
    	---
        //当flag不再被置为true说明没有走内层比较,后面已经有序，不需要再执行外层循环了
    	if（flag == false）
            break;
    	---
        }

稀疏数组

文字https://blog.csdn.net/baolingye/article/details/99943083

视频https://www.bilibili.com/video/BV12J41137hu?p=59&spm_id_from=pageDriver

posted @ 2022-05-30 16:21 群青Bleu 阅读(41) 评论(0) 编辑收藏举报

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