Java数组

Java数组

数组的定义Java

• 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    

• 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.length;

内存分析

• Java内存

• • 堆 1. 存放new的对象和数组

    ​ 2.可以被所有的线程共享,不会存放别的对象引用

  • 栈 1.存放基本变量类型(会包含这个基本数据类型的具体数值)

​ 2.引用对象的变量(会存放这个引用在堆里面的具体地址)

• 方法区 1.可以被所有的线程共享

  ​ 2.包含了所有的class和static变量

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

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=new int [2];
    System.out.println(a[2]);  //ArrayIndexOutOfBoundsException
}

• 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,不可改变,如果越界,就报 ArrayIndexOutOfBoundsException

数组的使用

forEach循环

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

数组方法参数返回值

static int [] arrays = {1,2,3,4,5};
private static void printArray(int [] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(arrays[i]+" ");
        }
    }
//反转
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;
    }

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

  static int [][] array={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
    public static void main(String[] args) {
        for (int [] a :array) {
            for (int b:a) {
                System.out.println(b);
            }
        }
    }

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
• 1. 给数组赋值:通过fill方法
  2. 对数组排序:通过sort方法升序
  3. 比较数组:通过equals方法比较数组中元素值是否相等
  4. 查找数组元素:通过binarSearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

冒泡排序 八大算法

• 复杂度为o(n2)

private int [] sort(int [] arrays){
        //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,那就交换他们的位置
        //每一次比较,都会产生一个最大或者最小的数字
        //下一轮则,可以少一次排序
        //依次循环直到结束

        //外层循环,判断我们这个要走多少次
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
			boolean flag = false; //通过布尔来判断减少没有意义的比较
            //内层循环,比较两个数,如果第一个数比第二个大,则交换位置

            for (int j = 0; j < arrays.length -1-i; j++) {
                int a=0;
                if(arrays[j]>arrays[j+1]){
                    a=arrays[j+1];
                    arrays[j+1]=arrays[j];
                    arrays[j]=a;
                    flag =true;
                }
             }
            	if(flag==false){
                    break;
            }
        }
        return arrays;
    }

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
• 分析:因为棋盘上不可能被下满,二维数组有很多是默认值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零,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
• • 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

        //创建一个二维数组 11*11 0:没棋 1:黑棋 2:白棋
        int [][] arrays=new int[11][11];
        arrays[1][2]=1;
        arrays[2][3]=2;
        System.out.println();
        for (int[] a :arrays) {
            for (int b:a) {
                System.out.print(b+" ");
            }
            System.out.println();
        }
        //转换为稀疏数组
        //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(arrays[i][j]!=0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        //创建一个稀疏数组的数组
        int [][]array=new int[sum+1][3];
        array[0][0]=11;
        array[0][1]=11;
        array[0][2]=sum;
        //遍历二维数组,将非零的值,存储到稀疏数组
        int count=0;
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++) {
                if(arrays[i][j]!=0){
                    count++;
                    array[count][0]=i;
                    array[count][1]=j;
                    array[count][2]=arrays[i][j];
                }
            }
        }
        //输出稀疏数组
        System.out.println();
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.println(array[i][0]+"\t"+array[i][1]+"\t"+array[i][2]+"\t");
        }
        //还原
        //读取稀疏数组
        int[][]array3=new int[array[0][0]][array[0][1]];
        //给其中的元素还原值
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            array3[array[i][0]][array[i][1]]=array[i][2];
        }
        //打印
        System.out.println();
        for (int[] a :arrays) {
            for (int b:a) {
                System.out.print(b+" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }