Java数组笔记

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.

数组的声明创建

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; //首选方法
或者 
    dataType arrayRefVar[]; //效果相同，但不是首先方法

Java语言使用new操作符来创建数组，语法：

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

简单代码：

package com.li.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[] nums;// 1.声明一个数组
        nums = new int[10]; //创建一个数组

        //3.给数组元素中赋值
        nums[0] = 1;
        nums[1] = 4;
        nums[2] = 2;
        nums[3] = 4;
        nums[4] = 5;
        nums[5] = 6;
        nums[6] = 7;
        nums[7] = 8;
        //没有赋值的 int默认是0
        System.out.println(nums[8]);
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        //获取数组的长度：arrays.length
        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：

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)

方法去：

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

数组的引用类型，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。(没有赋值的默认为0)

静态和动态初始化比较：

package com.li.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};
        System.out.println(a[3]);

        //动态初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;
        b[1] = 20;
        System.out.println(b[0]);
    }
}

数组的四个基本特点

1. 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。
2. 其元素必须是相同类型,不允许出现混合类型。
3. 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。
4. 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

下表的合法区间：[0,length-1],如果越界就报错

public static void main(String[] args){
    int[] a = new int[2];
    System.out.println(a[2]);
}

ArraylndexOutOfBoundsException: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)的有序集合数组也是对象。
2. 数组元素相当于对象的成员变量
3. 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报:ArraylndexOutofBounds

数组使用

For-Each循环

代码;

package com.li.array;

public class ArrayDemo03 {
    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]);
        }
        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];      //sum+=arrays[i];
        }
        System.out.println("总和为：" + 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("最大值：" + max);
    }
}

数组作方法入参

数组作返回值

代码：

package com.li.array;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
        //printArray(arrays);
//        //JDk1.5 没有下标
//        for (int array : arrays) {
//            System.out.println(array);
//        }
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);
    }
    //反转数组
    public static int[] reverse(int[] arrays) {
       int[] result = new int[arrays.length];
        //反转的操作
        for (int i = 0, j = result.length - 1; i < arrays.length; i++, j--) {
            //result[]=arrays[i];
            result[j] = arrays[i];
        }
        return result;
    }
    //打印数组元素
    public static void printArray(int[] arrays) {
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i] + " ");
        }
    }
}

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];

可以把上诉数组看成一个两行五列的数组

数组扩展：

Arrays类：

1. 数组的工具类java.util.Arrays
2. 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。
3. 查看JDK帮助文档
4. 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")
5. 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，按升序。
   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binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。

练习的代码：

package com.li.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 5, 2, 8, 51454, 8784, 84, 21};
        //System.out.println(a); //[I@1540e19d
        //打印数组元素Arrays.toString（）
        // System.out.println(Arrays.toString(a));
        // printArray(a);
        Arrays.sort(a); //数组进行排序 :升序
        System.out.println(Arrays.toString(a));

        Arrays.fill(a, 2, 4, 0); //数组填充       (2~4)被0填充
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }

    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（重点，笔试多）

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
必须数组中，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
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
依次排序，直到结束

练习代码：

package com.li.array;

import java.util.Arrays;

//冒泡排序
//1.必须数组中，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.依次排序，直到结束
public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 5, 8, 4, 3, 8, 51, 4};
        int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法后，返回一个排序后的数字

        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，比较判断两个数，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;
    }
}

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?

稀疏数组

是一种数据结构

当一个数组中大部分元素为8，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

打印 稀疏 再还原的代码:

package com.li.array;

//稀疏数组    棋盘
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；黑棋子  2：白棋子
        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("===========================================");
        //装换为稀疏数组保存。
        //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] = 2;
        //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[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");
        }

        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];

        }
        //3.打印
        System.out.println("输出原始的数组");
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}