java基础5 (一维)数组和二维数组
本文知识点（目录）：
一维数组（一维数组的概念、优点、格式、定义、初始化、遍历、常见异常、内存分析以及常见操作(找最大值、选择排序、冒泡排序等等)）
二维数组（二维数组的遍历、排序、查找、定义、初始化以及常见操作等等）
一、一维数组
1、前言
如果需要存储大量的数据，例如如果需要读取100个数，那么就需要定义100个变量，显然重复写100次代码，是没有太大意义的。如何解决这个问题，Java语言提供了数组（array）的数据结构，是一个容器可以存储相同数据类型的元素，可以将100个数存储到数组中。
1.1、组的概念
同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。运算的时候有很多数据参与运算,那么首先需要做的是什么.不是如何运算而是如何保存这些数据以便于后期的运算，那么数组就是一种用于存储数据的方式，能存数据的地方我们称之为容器，容器里装的东西就是数组的元素, 数组可以装任意类型的数据，虽然可以装任意类型的数据,但是定义好的数组只能装一种元素， 也就是数组一旦定义，那么里边存储的数据类型也就确定了。
1.2、数组的好处
存数据和不存数据有什么区别吗？数组的最大好处就是能都给存储进来的元素自动进行编号. 注意编号是从0开始。方便操作这些数据。
例如 学生的编号，使用学号就可以找到对应的学生。
1.3、数组的格式
元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度];
示例：int[] arr = new int[5];
实例：int [] x=new int[3] 详解 1、声明数组变量 为了使用数组必须在程序中声明数组，并指定数组的元素类型 =左半部分： 先写左边明确了元素类型 是int ，容器使用数组，那么如何来标识数组？.那么用一个特殊的符号[]中括号来表示。想要使用数组是需要给数组起一个名字的,那么我们在这里给这个数组起名字为x .接着跟上等号。 代码体现： int [] x 注意：int x[] 也是一种创建数组的格式。推荐使用int [] x 的形式声明数组。 2、创建数组 =右半部分： 要使用一个新的关键字.叫做new。new 用来在内存中产生一个容器实体，数据要存储是需要有空间的，存储很多数据的空间用new 操作符来开辟，new int[3]; 这个3是元素的个数。右边这部分就是在内存中定义了一个真实存在的数组，能存储3个元素。 new int[3] 做了两件事情，首先使用new int[3] 创建了一个数组，然后把这个数组的引用赋值给数组变量x。 int [] x=new int[3]; 3、x 是什么类型？ 任何一个变量都得有自己的数据类型。注意这个x 不是int 类型的 。int 代表的是容器里边元素的类型。那么x 是数组类型的。 数组是一种单独的数据类型。数据类型分为2大派，分为基本数据类型和引用数据类型。 第二大派是引用数据类型。那么大家现在已经接触到了引用数据类型三种当中的一种。就是数组类型 [] 中括号就代表数组。 4、int[] arr = new int[5];在内存中发生了什么？ 内存任何一个程序,运行的时候都需要在内存中开辟空间.int[] arr = new int[5]; 这个程序在内存中是什么样?这就涉及到了java虚拟机在执行程序时所开辟的空间,那么java开辟启动了多少空间呢？继续学习java的内存结构。
2、数组的定义
注意：给数组分配空间时，必须指定数组能够存储的元素个数来确定数组大小。创建数组之后不能修改数组的大小。可以使用length 属性获取数组的大小。遍历数组
3、数组初始化
初始化方式1：不使用运算符new (静态初始化) int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int[] arr2 = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
初始化方式2： (动态初始化) int[] arr3=new int[3]; arr3[0]=1; arr3[1]=5; arr3[2]=6;
如果数组初始化中不使用运算符new。需要注意：下列写法是错误的。
int[] arr; arr={1,2,3,4,5};
此时初始化数组，必须将声明，创建，初始化都放在一条语句中个，分开会产生语法错误。
所以只能如下写：
int[] arr={1,2,3,4,5};
4、数组遍历
public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; for (int y = 0; y < 3; y++) { System.out.println(x[y]); // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1; } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历 }
数组中有一个属性可以获取到数组中元素的个数,也就是数组的长度. 数组名.length
public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; for (int y = 0; y < x.length; y++) { System.out.println(x[y]); // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1; } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历 }
5、数组的常见异常
1、数组角标越界异常：注意：数组的角标从0开始。
public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; System.out.println(x[3]); //java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException ：数组下标越界 }
2、空指针异常:
public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; x = null; System.out.println(x[1]); // java.lang.NullPointerException ：空指针异常 }
数组: 什么时候使用数组:当元素较多时为了方便操作这些数组,会先进行来临时存储，所使用的容器就是数组。
特点: 数组长度是固定的。
6、数组的内存分析
案例分析一：
案例分析二：
7、数组的常见操作
7.1一个数组取出最大值
/*定义一个获取最大值的功能: 1、确定结果 ：返回值类型 int 2、未知内容：要获取哪个数组的最大值没有确定，则是数组没有确定 思路： 1、定义一个变量，记录住数组的比较大的元素。 2、遍历整个数组，让数组的每一个元素都和该变量进行对比即可。 3、当变量遇到比它大的元素，则让该变量记录该元素的值，当循环结束时，最大值产生了 */ public static int getMax(int[] arr){ //定义变量记录较大的值，初始化为数组中的任意一个元素。 int max = arr[0]; for(int x=1; x < arr.length; x++){ if(arr[x] > max){ max = arr[x]; } } return max; }
7.2直接排序 (选择排序)
/* *如果控制台出现: "错误:编码GBK的不可映射字符",则声明编码类型即可: * SQL>javac -encoding UTF-8 Demo2.java *原因:控制台的编码格式是GBK格式,你编写的代码可能保存的是UTF-8格式或者其他格式. */ /* *选择排序。 *以一个角标的元素和其他元素进行比较。 *在内循环第一次结束，最值出现的头角标位置上。 */ class Demo4{ public static void selectSort(int[] arr){ for(int x=0; x<arr.length-1; x++){//有"length-1",运行后的结果:4 5 23 32 67; 去掉"-1",运行后的结果:4 5 23 32 67 88. //-1的作用:避免角标越界 for(int y=x+1; y<arr.length; y++){ //为什么y的初始化值是 x+1？因为每一次比较,都用x角标上的元素和下一个元素进行比较。 if(arr[x]>arr[y]){ int temp = arr[x]; arr[x] = arr[y]; arr[y] = temp; } } System.out.print(arr[x]+" "); } } public static void main(String[] args){ int[] a = {23,32,4,5,67,88}; Demo4.selectSort(a); } }
结果图
7.3冒泡排序
/* *冒泡排序。 *比较方式：相邻两个元素进行比较。如果满足条件就进行位置置换。 *原理：内循环结束一次，最值出现在尾角标位置。 */ public static void bubbleSort(int[] arr){ for(int x=0; x<arr.length-1; x++){ for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++){ //-x:让每次参与比较的元减。 //-1:避免角标越界。 if(arr[y]>arr[y+1]){ int temp = arr[y]; arr[y] = arr[y+1]; arr[y+1] = temp; } } } }
7.4折半查找 (二分法)
/* *为了提高查找效率，可使用折半查找的方式，注意：这种查找只对有序的数组有效。 *这种方式也成为二分查找法。 */ public static int halfSeach(int[] arr,int key){ int min,mid,max; min = 0; max = arr.length-1; mid = (max+min)/2; while(arr[mid]!=key){ if(key>arr[mid]) min = mid + 1;
else if(key<arr[mid]) max = mid - 1; if(min>max) return -1; mid = (max+min)/2; } return mid; }
7.5 数组翻转
/* 反转其实就是头角标和尾角标的元素进行位置的置换， 然后在让头角标自增。尾角标自减。 当头角标<尾角标时，可以进行置换的动作。 */ public static void reverseArray(int[] arr){ for(int start=0,end=arr.length-1; start<end; start++,end--){ swap(arr,start,end); } } //对数组的元素进行位置的置换。 public static void swap(int[] arr,int a,int b){ int temp = arr[a]; arr[a] = arr[b]; arr[b] = temp; }
二、二维数组
1、Arrays的使用
2、遍历： toString() 将数组的元素以字符串的形式返回
3、排序： sort() 将数组按照升序排列
4、查找： binarySearch()在指定数组中查找指定元素，返回元素的索引，如果没有找到返回（-插入点-1） 注意：使用查找的功能的时候，数组一定要先排序。
二维数组:
吸烟：
没钱 零买 1根 一个变量
稍微有钱 一包 一维数组 20根变量
很有钱 一条 10包(二维数组) 二维数组
二维数组：实质就是存储是一维数组。
5、数组定义：
数组类型[ ][ ] 数组名 = new 数组类型[一维数组的个数][每一个一维数组中元素的个数];
疑问： 为什么a.length = 3, a[0].length = 4?
6、数组的初始化：
静态初始化:
int [ ][ ] a = new int[ ][ ]{ {12,34,45,89},{34,56,78,10},{1,3,6,4} };
动态初始化：
7、二维数组常见的操作:
- 遍历二维数组
- 对二维数组求和
class Demo3 { // 定义一个遍历二维数组的功能函数 public static void printArr2( int [][] a ){ // 1. 拆开二维数组 for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ ) { // 2. 拆开一维数组获取数据 for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ ){ System.out.print( a[i][j]+" ," ); } } } // 定义一个函数计算二维数组中的元素的累加和 public static long getSum( int [][] a ){ // 0. 定义一个结果变量 long sum = 0L; // 1. 拆开二维数组 for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ ){ // 2. 拆开一维数组获取数据 for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ ){ sum+=a[i][j]; } } return sum; } // 统计二维数组中元素的个数 public static int getDataCount( int [][] a ){ // 0. 记录元素个数 int count = 0; // 1. 拆开二维数组 for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ ){ // 2. 拆开一维数组获取数据 for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ ){ count++; } } return count; } public static void main(String[] args) { int [][] a = new int[][]{ {23,4,5},{2},{4,5,78,56,90} }; printArr2( a ); System.out.println(); System.out.println("累加和是： "+getSum( a ) ); System.out.println("统计元素个数： "+getDataCount( a ) ); System.out.println("Hello World!"); } }
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