Java基础知识（四）-数组

数组

数组是相同类型数据的有序集合，里边的每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，数组的下标从零开始。

数组声明创建

1. 数组声明创建

• 数组变量必须先声明才能使用，下面是声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar; //首选方法
或
dataType arrayRefVar[]; //效果相同，但是不是首选方法

• 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。

• 获取数组的长度：

  arrays.length
  

  eg.

          int[] nums; //声明数组
          nums=new int[10];//创建了长度为10的int型的数组nums
  //或者
  		int[] nums=new int[10];
  

2. 内存分析

   Java内存

   • 堆：存放new的对象和数组；可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用；
   • 栈：存放基本变量类型（包含这个基本类型的具体数值）；引用对象的变量（会存放这个引用在堆里边的具体地址）
   • 方法区：可以被所有的线程共享；包含了所有的class和static变量。

3. 三种数组初始化

   • 静态初始化：创建+赋值

     int[] a={1,2,3};
     

   • 动态初始化：包含默认初始化

     int[] b=new int[2];
     

   • 引用初始化

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。

4.数组的四个基本特点

• 数组的长度是确定的，数组一旦创建，它的大小就是不可改变的；
• 其元素必须是同一类型；
• 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，数组对象本身就是在堆中。

数组使用

1. 使用普通for循环或者增强型for循环(通常只用于打印数组)

for(int array:arrays){  //没有下标
    
}

2. 数组作为方法入参；

3. 数组作为返回值

       public static int[] reverse(int[] arrays){
           int[] result=new int[arrays.length];
           //反转操作
           for (int i = 0,j=result.length-1; i <arrays.length ; i++,j--) {
               result[j]=arrays[i];
           }
           return result;
       }
   

多维数组

多维数组就是数组的数组，即是数组的嵌套。

二维数组初始化：

int[][] array=new int[2][5] //两行五列的数组

 //二维数组打印
 for (int i = 0; i < array.length; i++) {
       for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
           System.out.print(array[i][j]+" ");
     }

Arrays类

• 数组的工具类java.util.Arrays

• 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）；

• 以下是常用的功能：
  • 给数组赋值：通过fill方法；
  • 给数组排序：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方法能堆排序好的数组进行二分查找法操作。

冒泡排序

总共有八大排序！！！冒泡排序算法的时间复杂度是O(n*n)

    //冒泡排序
    //比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，就交换他们的位置；
    //每一次比较都会产生一个最大或者最小的数字
    public static int[] sort(int[] array) {
        int temp = 0;
        //最外层循环决定轮数
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            boolean flag=false;//通过flag标识位减少没有意义的比较
            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;
                    flag=true;
                }
            }
            if (!flag){
                break;
            }
        }
        return array;
    }

稀疏数组

当数组中大部分元素为0，或者为同一个值的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组。

稀疏数组处理方式：

• 记录数组共有几行几列，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，从而缩小数组规模。

public class ArrayDemo08 {
    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]=2;
        System.out.println("原始数组");
        //打印二维数组
        for (int[] ints:array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println("\n");
        }
        //转换为稀疏数组保存
        //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++;
                    }
                }
            }
                System.out.println("有效值个数"+sum);

                //2.创建一个稀疏数组的数组
                int[][] array2=new int[sum+1][3];
                array2[0][0]=11;
                array2[0][1]=11;
                array2[0][2]=sum;

                //3.遍历二维数组,将非零值存放到稀疏数组中
                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];
                        }
                    }
                }
        //输出稀疏数组
        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]+"\t");
          }
        //还原稀疏数组
        System.out.println("还原稀疏数组");
        //1.读取稀疏数组的值
        int[][] array3=new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2.给其中的元素还原值
        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[] ints:array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println("\n");
        }
    }
    }