java数组

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

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
或
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 dataTpe[araySize];
```
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

内存分析

Java内存分析：

数组的四大基本特点

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数据类型，数组对象本身是在堆中的

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！
小结：
1. 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
2. 数组也是对象。数组元素相当于对象的成员变量
3. 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsException

数组使用

for-each 循环

int[] arrays = {1,2,3,4,5};
for(int array : arrays){
    System.out.println(array);
}

数组作方法入参

public class arr {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrs = {10,15,20};
        printArrays(arrs);
    }
    public static void printArrays(int[] arrs){
        for (int num:arrs){
            System.out.println(num);
        }
    }
}

数组作返回值

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

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，每个元素都是一维数组
二维数组
```
int a[][] = new int[2][5];
```

循环遍历多维数组

public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //二维数组
        int[][] arrs = new int[4][2];//四行两列
        arrs = new int[][]{{1, 2}, {2, 3}, {3, 4}, {4, 5}};
        for (int i = 0 ;i<arrs.length;i++){
            for (int j:arrs[i]) {
                System.out.println(j);
            }
        }
    }
}

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，但是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

//数组arr01从下标index1开始，到index2被值value填充(下标不写默认全部填充)
Arrays.fill(arr01,index1,index2,value);

对数组排序：通过sort方法，按升序排序
```
Arrays.sort(数组名);
```

比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等

        int[] a = {1,2,3};
        int[] b = {1,2,3};
        System.out.println(Arrays.equals(a,b));//true

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法操作

//在数组a中，下标formIndex和toIndex之间查找值为key的下标，查到返回下标，未查到返回-1
//不一定是int数组，formIndex和toIndex可不写，表示全部查找
binarySearch(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int key)

冒泡排序

Java八大排序

冒泡排序
选择排序
插入排序
希尔排序
堆排序
快速排序
归并排序
计数排序

代码实现

public static int[] sort(int[] arr){
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断我们要走多少次
        for (int i = 0 ;i<arr.length-1;i++){
            //比价判断，如果第一个数比第二个数大就交换位置
            for (int j = 0;j<arr.length-1-i;j++){
                if (arr[j]>arr[j+1]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        return arr;
    }

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：
1. 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
2. 把具体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

[0]：一共6行7列，共有八个值；

[1]：下标0行3列，值为22....

代码实现：

public static void main(String[] args) {
        //创建一个二维数组 棋盘11*11，0：无棋；1.黑棋；2.白棋
        int[][] arr01 = new int[11][11];
        arr01[1][2] = 1;//设置棋盘第1行第2列为黑棋（从0行0列开始）
        arr01[2][3] = 2;//设置棋盘第2行第3列为白棋
        System.out.println("输出原始数组：");
        for (int[] arr : arr01){
            for (int num : arr){
                System.out.print(num+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        //转换为稀疏数组
        int count = 0;//黑白棋总数
        for (int[] arr : arr01){
            for (int num : arr){
                if(num!=0)
                    count++;//如果有棋，计数+1
            }
        }
        int[][] arr02 = new int[count+1][3];
        arr02[0][0] = arr01.length;
        arr02[0][1] = arr01[0].length;
        arr02[0][2] = count;
        int index = 1;//行坐标，从1开始，因为第0行用来统计行数列数和棋子数
        for (int i = 0;i<arr01.length;i++){//从二维数组第0行开始查找
            for (int j = 0;j<arr01[i].length;j++){//从二维数组当前行第0列开始查找
                if (arr01[i][j]!=0){//如果找到棋子数
                    arr02[index][0] = i;//行数放入稀疏数组行数
                    arr02[index][1] = j;//列数放入稀疏数组列数
                    arr02[index][2] = arr01[i][j];//值放入稀疏数组值
                    index++;//放完+1统计下一个棋子
                }
            }
        }
        //遍历稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组：");
        for (int[] arr : arr02){
            for (int num : arr){
                System.out.print(num+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        //将稀疏数组转为二维数组
        System.out.println("1:"+arr02[0][0]+"/2:"+arr02[0][1]);
        int[][] arr03 = new int[arr02[0][0]][arr02[0][1]];
        for (int i = 1;i<arr02.length;i++){
            arr03[arr02[i][0]][arr02[i][1]] = arr02[i][2];
        }
        System.out.println("还原：");
        for (int[] arr : arr03){
            for (int num : arr){
                System.out.print(num+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }