Java数组
Java数组
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。
2. 数组声明创建
-
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：
dataType[] arrayRefVar;//首选的方法 dataType arrayRefVar[];//效果相同，但不是首选方法 -
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访问的，数组索引从0开始。
-
获取数组长度：
arrays.lengthpublic class Demo01 { public static void main(String[] args) { int[] nums; //1.声明一个数组 nums = new int[10];//2.创建一个数组 //3.给数组元素中赋值 nums[0] = 1; nums[1] = 2; nums[2] = 3; nums[3] = 4; nums[4] = 5; nums[5] = 6; nums[6] = 7; nums[7] = 8; nums[8] = 9; nums[9] = 10; int sum = 0; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { sum += nums[i]; } System.out.println(sum); } }
3. 内存分析
-
java内存分析：
4. 三种初始化
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静态初始化
int[] a = {1,2,3}; //创建+赋值 Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)} -
动态初始化
int[] a = new int[2]; a[0] = 1; a[2] = 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，其中的每个元素也被按照实例变量相同的方式被隐式初始化。
5. 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，数组本身是在堆中的。
6. 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]); } -
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常！
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小结:
- 数组是相同数据类型（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。
- 数组长度是确定的，不可变得。如果越界，则报错。
7. 数组的使用
- for-each循环
- 数组作方法入参
- 数组作返回值
public class Demo02 {
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]);
}
//计算和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
sum += arrays[i];
}
System.out.println(sum);
int max = arrays[0];
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
if (arrays[i] > max) {
max = arrays[i];
}
}
System.out.println(max);
//for each循环
for (int x : arrays) {
System.out.println(x);
}
}
}
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
printArray(arrays);
arrays = reverse(arrays);
printArray(arrays);
}
//打印数组
public static void printArray(int[] arrays) {
for (int x : arrays) {
System.out.println(x);
}
}
//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays) {
int[] result = new int[arrays.length];
for (int i = 0,j = result.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
}
8. 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位数组。
-
二维数组
int a[][] = new int[2][5]; -
解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。
public class Demo04 { public static void main(String[] args) { int[][] arrays = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}}; printArray(arrays[0]); System.out.println(arrays[0][0]); System.out.println(arrays[0][1]); } public static void printArray(int[] arrays) { for (int x : arrays) { System.out.println(x); } } }
9. 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。
- 查看JDK帮助文档
- 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操作。
import java.util.Arrays;
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,4,3,343,6434,34,67,433,456,99};
System.out.println(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,0);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}
10. 冒泡排序
- 冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一，总共有八大排序！
- 冒泡排序的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，江湖中人尽皆知。
- 我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O（n2）。
public class Demo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,4,3,343,6434,34,67,433,456,99};
a = sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置
//2.每一次比较，都会产生出一个最大，或者最小的数字.
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环，直到结束!
public static int[] sort(int[] arry) {
//外层循环，判断我们这个要走多少次
for (int i = 0; i < arry.length; i++) {
boolean flag = true;
//内存循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个大，则交换位置
for (int j = 0; j < arry.length - i -1; j++) {
if (arry[j + 1] < arry[j]) {
int temp = arry[j];
arry[j] = arry[j+1];
arry[j+1] = temp;
flag = false;
}
}
if (flag) {
break;
}
}
return arry;
}
}
11. 稀疏数组
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需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
-
分析问题：因为该二维数组的很多值默认为0，因此记录了很多没有意义的数据。
-
解决：稀疏数组
11.1 稀疏数组介绍
-
当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组。
-
稀疏数组的处理方式是：
- 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
- 把具有不同值的元素和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
-
如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组。
package com.array;
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
//1.创建一个二维数组11*11 0：没有棋子，1：黑棋，2：白棋
int[][] array1 = new int[11][11];
array1[1][2] = 1;
array1[2][3] = 1;
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt + "\t");
}
System.out.println();
}
//转换为稀疏数组
//获取有效值个数
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 11; i++) {
for (int i1 = 0; i1 < 11; i1++) {
if (array1[i][i1] !=0 ){
sum++;
}
}
}
System.out.println("有效值个数为" + sum);
//2.创建一个稀疏数组
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;
//得到稀疏数组
int count = 0;
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];
}
}
}
for (int[] ints : array2) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt + "\t");
}
System.out.println();
}
//从稀疏数组还原
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
for (int[] ints : array3) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt + "\t");
}
System.out.println();
}
}
}
