Java笔记_数组

数组

一、数组概述

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。

二、数组声明创建

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 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 . lengt

package com.mike.array;
 
public class ArrayDemo01 {
 
    //变量的类型     变量的名字 = 变量的值;
    //数组类型
 
    public static void main(String[] args) {
        //int nums2[];  //不推荐使用，是从C/C++引用过来的
 
        int[] nums;//1.声明一个数组，并没有赋值,Java首选
        nums = new int[10]; //2.创建一个数组，这里面可以存放10个int类型的数字
 
        //int[] nums1 = new int[10]; //可以把声明数组和创建数组写在一起
 
        //3.给数组元素中赋值
        nums [0] = 9;
        nums [1] = 8;
        nums [2] = 7;
        nums [3] = 6;
        nums [4] = 5;
        nums [5] = 4;
        nums [6] = 3;
        nums [7] = 2;
        nums [8] = 1;
        nums [9] = 0;
 
        //计算数组的和
        int sum = 0;
 
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum = sum + nums[i];
        }
 
        System.out.println("总和为："+sum);
 
 
 
 
    }
}
内存分析

Java内存分析:

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33

三种初始化

  • 静态初始化

    ​ int[] a = {1,2,3};

    ​ Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};

  • 动态初始化

    ​ int[] a = new int[2] ;
    ​ a[0]=1;
    ​ a[1]=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同样的方式被隐式初始化。
package com.mike.array;
 
public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化:创建+赋值
        int[] a= {1,2,3,4,5,6,7 ,8};
        System.out.println(a[0]);
 
        //动态初始化:包含默认初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;
        System.out.println(b[0]);
        System.out.println(b[1]);//b[1]没有赋值，默认为0
    }
}
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=newint[2];
    		    System.out.println(a[2]);
    		}

  • ArrayIndexOutOfBoundsException :数组下标越界异常!

  • 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
    • 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报: ArrayIndexOutofBounds

三、数组使用

  • For循环

  • 数组作方法入参

  • 数组作返回值

​ 普通for循环

package com.mike.array;
 
import sun.text.resources.cldr.ur.FormatData_ur_IN;
 
public class ArrayDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};
 
        //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 = 1; i < arrays.length; i++) {
            if (arrays[i]>max){
                max = arrays[i];
            }
        }
        System.out.println("max= "+max);
    }
}

增强型的for循环

package com.mike.array;
 
public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};
 
        for (int array : arrays) {
            System.out.println(array);
        }
    }
}

数组反转

package com.mike.array;
 
import java.security.PublicKey;
 
public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};
//
//        for (int array : arrays) {
//            System.out.println(array);
//        }
 
//        printArray(arrays);
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);
 
    }
 
    //反转数组
    //数组作为返回值，数组作方法入参
    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;
    }
 
        //打印数组元素
    	//数组作方法入参
    public static void printArray(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
    }
}

四、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维数组。
    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。
    思考:多维数组的使用?
    num[1] [0];

    		package com.mike.array;
    		 
    		public class ArrayDemo05 {
    		    public static void main(String[] args) {
    		        int[][] array = {{1,2,3},{3,4,5},{5,6,7},{7,8,9}};
    		 
    		//        System.out.println(array[2][0]);
    		//        System.out.println(array[2][1]);
    		//        System.out.println(array[2][2]);
    		 
    		        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    		            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
    		                System.out.print(array[i][j]+" ");
    		            }
    		            System.out.println();
    		        }
    		    }
    		}

五、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法操作。
package com.mike.array;
 
import java.util.Arrays;
 
public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
 
        int[] a = {1,9,54,78,26,94,365,123,471,66,88,91};
        System.out.println(a);//[I@1b6d3586（HashCode）
        //打印数组元素Arrays.toString()
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        //printArray(a);
        Arrays.sort(a);//对数组进行升序排序
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
 
 
    //自己写一个一模一样的Arrays.toString()
    public static void printArray(int[] a){
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            if (i==0){
                System.out.print("[");
            }if (i==a.length-1){
                System.out.print(a[i]+"]");
            }else {
                System.out.print(a[i]+", ");
            }
        }
    }
}
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)。

  • 思考:如何优化?

package com.mike.array;
 
 
//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!
 
import java.util.Arrays;
 
public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {8,7,1,6,9,22,4};
        int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(sort));
    }
 
 
 
    public static int[] sort(int[] array){
 
        //临时变量
        int temp = 0;
 
        //外层循环，判断我们这个要走多少次;
        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
 
            //内层循环，比价判断两个数，如果第一个数，比第二个数大，则交换位置
            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==false){
//                break;
//            }
        }
        return array;
    }
 
}

六、稀疏数组

  • 需求:编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。

34

  • 分析问题:因为该二维数组的很多值是默认值0,因此记录了很多没有意义的数据。
  • 解决:稀疏数组

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

35

二维数组⇆稀疏数组

二维数组转换成稀疏数组，然后将稀疏数组还原为二维数组

package com.mike.array;
 
public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        //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;
        //输出原始的数组
        System.out.println("输出原始的数组");
 
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
 
        System.out.println("=====================");
        //转换为稀疏数组保存
        //获取有效值的个数,         i=行,j=列
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
                if (array1[i][j]!=0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        System.out.println("有效值的个数："+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;
 
        //遍历二维数组，将非零的值，存放稀疏数组中
        int count=0;
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array1.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("==================");
        System.out.println("输出稀疏数组");
 
        //for-each循环等于下面的普通for循环
 
        System.out.println("for-each循环，打印稀疏数组");
        for (int[] ints : array2) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("==================");
 
        System.out.println("普通for循环，打印稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array2[i].length; j++) {
                System.out.print(array2[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("==================");
        System.out.println("还原");
        //1.读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
 
        //2.给其中的元素还原它的值
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
                array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //打印
        System.out.println("输出还原的数组");
 
        System.out.println("for-each循环,打印还原的稀疏数组");
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("普通for循环,打印还原的稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array3.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array3[i].length; j++) {
                System.out.print(array3[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
 
    }
}
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