Java 数组及数组常用算法

1 数组也是一种类型

• Java中要求所有的数组元素具有相同的数据类型。因此在一个数组中，数组元素的类型是唯一的，不能存储多种类型的数据。
• 一旦数组的初始化完成，数组在内存中所占的空间将被固定下来，因此数组的长度不可以被改变。即使某个数组元素的数据被清空，他占的空间依然被保留，依然属于该数组，数组的长度依然不变。
• Java的数组既可以存储基本类型的数据，也可以存储引用类型的数据，只要所有的数组元素具备相同的类型即可。
• 值得指出的是，数组也是一种数据类型，是引用类型。所以可以把数组作为数组的元素，也就构成了二维数组

2 定义一个数组

　　数组的定义可以采用两种方法，推荐采用第一种，这样变量的类型是数组这一概念更加直接。

(1) type[] arrayName;
(2) type arrayName[];

　　数组是一个引用类型的变量，因此使用它定义一个变量时，仅仅表示定义了一个引用变量（也就是定义了一个指针），这个引用变量还未指向任何有效的内存，因此定义数组时并没有指定数组的长度，这个应用变量并没有指向任何有效的内存空间，所以还不能被使用，需要对其初始化。

3 初始化数组

　　注意，不要在进行初始化时，既指定数组的长度也为每个数组元素分配初始值。 一般采用下列方法中的一种。

3.1 静态初始化

　　初始化时由程序员显示指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度。

arrayName = new type[] {element1 , element2 , element3 , element4...};

• 此处的type必须与定义数组变量时所用的type相同，也可以是定义时的type的子类
• 执行静态初始化时，显示指定的数组元素值的类型必须与new关键字后面的type类型相同，或者时其子类的实例。

3.2 动态初始化

　　初始化时程序员只指定数组长度，由系统为数组元素分配初始值。

arrayName = new type[length];

3.3 更简洁的方法

　　如果我们在定义的时候就对数组进行静态初始化，可以用一种更简洁的方法。

type[] arrayName = {element1 , element2 , ...};

4 遍历数组

　　Java为数组提供了一个更简单的循环，foreach循环。这种循环会自动遍历数组和集合，更加简洁。使用foreach时无需获得数组和集合的长度，无需根据指引访问数组元素和集合元素。语法：

for(type variableName : array |collection){
//variableName 自动迭代访问每个元素
}　

　　variableName 是一个形参名，foreach 会自动将数组元素依次赋给该变量。冒号后面写数组名或集合名

　　foreach 方法不能修改原数组的值，只能读取，因为我们在语句里面直接访问的是形参，而不是数组本身，foreach 会自动将数组的值赋给形参供我们提取。

5 深入数组（内存）

　　在这里我们假设定义的是 int[] 类型。

• 在我们定义一个数组变量的时候，系统会在栈内存存放一个变量，这个变量的类型是引用类型，这个变量的值为 null ，并不指向任何有效的内存空间。

   

• 接着我们用 new 关键字为其创建了一个 int[] 类型的对象，这个对象存放在系统的堆内存中，在用“=”将其赋给变量的时候，实际上是将堆内存里对象的地址赋给了变量，这时候就可以通过”arrayName[index]“的方式访问数组的值。这里假设数组长度是5。

 

• 假设我们再创建一个数组变量 array2，并将 arrayName 赋给它，这时候 array2 接受到的实际是 arrayName 变量存储的地址，所以这两个变量将指向同一个数组。若我们把 1 赋给array2[0]，这时候我们打印 arrayName[0] 的时候会发现，它的值也是1，这是因为它们指向的是同一个内存中存储的值。

6 数组常用方法

6.1 插入算法

　　一个数组有序，添加一个元素后，数组依然有序。

public class AddNumToArray{
	public static void main(String[] args){
		// 一个有序的数组,向该数组中添加一个元素，数组依然有序。
		int[] arr = {1,3,7,9,12,20,0};
		int t = 0;
		// 【1】找位置
		int loc = -1; // 表示t应该添加到的位置
		for(int i = 0;i<arr.length-1;i++){
			if(arr[i] >= t){
				loc = i;
				break;
			}
		}
		System.out.println("loc = "+loc);
		if(loc < 0){ // 没找到合适的位置
			arr[arr.length-1] = t;
		}else{
		// 【2】依次后移
			for(int j=arr.length-1;j>loc;j--){
			arr[j] = arr[j-1];
			}
		// 【3】添加插入的值
			arr[loc] = t;
		}
		// 验证
		for(int i = 0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+"\t");
		}
	}
}

　　

6.2 删除算法

　　从数组中删除一个数据，继续保持有序排列

public class DeleteNumFromArray{
	public static void main(String[] args){
		// 删除算法
		int[] arr = {1,3,7,9,12,20};
		int t = 1;
		// 【1】找位置
		int loc = -1;
		for(int i=0;i<arr.length;i++){
			if(t == arr[i]){
				loc = i;
				break;
			}
		}
		// 【2】移动元素
		if(loc < 0){
			System.out.println(t+"在数组中不存在");
		}else{
			for(int j = loc;j<arr.length-1;j++){
				arr[j] = arr[j+1];
			}
			// 【3】最后一个元素置0
			arr[arr.length-1] = 0;
		}
		// 验证
		for(int i = 0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+"\t");
		}
	}
}

　　

6.3 冒泡排序法

　　将无序数组按顺序排列

public class Test10{
	public static void main(String[] args){
		// 对一个无序的数组进行排序
		int[] arr = {10,5,3,4,2,9,7};
		int tmp = 0;
		for(int i=0;i<arr.length-1;i++){ // 外层控制趟数
			for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++){ // 两两比较
				if(arr[j]>arr[j+1]){
					tmp = arr[j];
					arr[j] = arr[j+1];
					arr[j+1] = tmp;
				}
			}
		}
		for(int i=0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+"\t");
		}
	}
}