05 Java 数组

Java 数组

一、什么是数组

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，按照一定的顺序排列组合而成
其中每一个数据称为数组元素，每个数组元素可以通过下标来访问它们

二、数组的声明和创建

• 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组，下面是声明数组变量的语法：
  dateType[] arrayRefVar; // 首选方法
  或 dateType arrayRefVar[]; // 效果相同

• 使用new操作符来创建数组
  dateType[] arrayRefVar = new dateType[arraySize];

• 数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始

• 获取数组长度：arrays.length

public class demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums;  // 声明一个数组
        nums = new int[5];  //创建一个数组
        // 给数组元素赋值
        nums[0] = 1;
        nums[1] = 2;
        nums[2] = 3;
        nums[3] = 4;
        nums[4] = 5;
        // 计算所有元素的和
        int sum = 0;
        for(int i=0;i<nums.length;i++){
            sum = sum+nums[i];
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

三、数组的三种初始化

1、静态初始化

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

2、动态初始化

int[] a = new int[2];
a[0]=1;
a[1]=2;

3、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，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

四、数组的边界

1、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
• 数组变量属于引用类型，数组也可以看出是对象，数组中的每个元素相当于改对象的成员变量

2、数组边界

下标的合法区间[1,length-1]，如果越界就会报错

五、数组的使用

public class demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        // 打印全部数组元素
        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 = 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(max<arrays[i]){
                max=arrays[i];
            }
        }
        System.out.println("max="+max);
    }
}

public class demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        // JDK 1.5，没有下标的方式
        for(int array : arrays){
            System.out.println(array);
        }
        // 打印数组元素
        printArray(arrays);
        System.out.println("===============");
        // 反转数组，然后打印
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);
 
    }
    // 定义打印数组元素的方法
    public static void printArray(int[] arrays){
        for(int i=0;i<arrays.length;i++){
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
    }
    // 反转数组
    public static int[] reverse(int[] arrays){
        int[] result = new int[arrays.length];   //定义一个数组，长度为传入数组的长度
        // 反转操作
        for(int i=0,j=result.length-1;i<result.length;i++,j--){
            result[j]=arrays[i];
        }
        return result;
    }
}

六、多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组，其每一个元素都是一个数组。

二维数组：
int[][] arrery = new int[2][5]
两行五列额数组

public class demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            for(int j=0;j<array[i].length;j++){
                System.out.println(array[i][j]);
            }
        }
    }
}

七 Arrays类

数组的工具类 java.util.Arrays
Arrays类中的方法都是static静态方法，在使用的时候可以直接使用类名调用。

常用功能：

• 给数组赋值：通过fill方法
• 给数组排序：通过sort方法（升序）
• 比较数组：通过equals方法比较数组中元素的值是否相等
• 查找数组元素：通过binarySearch方法对排序好的数组进行二分查找操作

八 冒泡排序

两层循环，外层冒泡轮数，里层一次比较。

import java.util.Arrays;    // 引入Arrays工具类
 
public class demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {3,6,2,8,1,9,3};
        int[] b = sort(a);  // 调用下面自定义的排序方法
        System.out.println(Arrays.toString(b));   // 调用Arrays类的方法输出数组元素
    }
    public static int[] sort(int[] array){
        // 临时变量
        int temp = 0 ;
        // 外层循环，轮次
        for(int i=0;i<array.length-1;i++){
            // 内层循环，比较大小
            for(int j=0;j<array.length-1-i;j++){
                if(array[j+1]<array[j]){
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }
}

九 稀疏数组

当一个数组中大部分元素都是0，或者为同一值，可以使用稀疏数组来保存。

稀疏数组的处理方式：
记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值
把具有不同值的元素所在的行/列和值记录在一个小的数组中，从而缩小存储空间。

public class demo06 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个二维数组，11行11列，0表示没有棋子，1表示黑棋，2表示白棋
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1 ;
        array1[2][3] = 2 ;
        System.out.println("==========原始数组======");
        for(int[] arr : array1){
            for(int a : arr){
                System.out.print(a+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        // ================转换成稀疏数组===================
        // 1.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++;
                }
            }
        }
        // 2.创建一个稀疏数组
        int[][] array2 = new int[sum+1][3];
        // 稀疏数组的表头部分赋值
        array2[0][0] = 11;
        array2[0][1] = 11;
        array2[0][2] = sum;
        // 遍历原始数组，将不为0的值存入稀疏数组
        int count = 0 ;   // count计数稀疏数组多少行
        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];
                }
            }
        }
        System.out.println("=======稀疏数组======");
        for(int i=0;i<array2.length;i++){
            System.out.println(array2[i][0]+"\t"
                +array2[i][1]+"\t"
                +array2[i][2]);
        }
        // ===============还原数组======================
        // 1.读取稀疏数组，定义新数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        // 2.还原数组中的值，从稀疏数组第二行开始读取值
        for(int i =1;i<array2.length;i++){
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        System.out.println("==========还原数组======");
        for(int[] arr : array3){
            for(int a : arr){
                System.out.print(a+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

---

输出结果：

==========原始数组======
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
=======稀疏数组======
11	11	2
1	2	1
2	3	2
==========还原数组======
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0