12. Java 数组
1. 数组的定义
- 数组是相同类型数据的有序集合。
- 数字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，每一个数据称作数组元素，每一个数组元素可以通过一个下标来访问它们。
2. 数组声明创建
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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。
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获取数组长度：
arrays.length
3. 内存分析
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Java 内存分析：
4. 数组的三种初始
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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。
5. 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。
- 数据变量属于引用类型，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。
6. 数组边界
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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！
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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，不可变得。荣誉感越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsException
7. 数组使用
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普通的 For循环
public static void main(String[] args) { //数组类型 int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5}; //声明int类型的数组 for (int i = 0; i < nums.length; i++) { System.out.println(nums[i]); } } -
For-Each 循环
public static void main(String[] args) { //数组类型 int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5}; //声明int类型的数组 for (int num : nums) { System.out.println(num); } } -
数组作方法入参
public static void main(String[] args) { //数组类型 int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5}; //声明int类型的数组 printArray(nums); } /** * 打印数组元素方法 * * @param arrays 数组参数 */ public static void printArray(int[] arrays) { for (int i = 0; i < arrays.length; i++) { System.out.print(arrays[i] + "\t"); } } -
数组作返回值
public static void main(String[] args) { //数组类型 int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5}; //声明int类型的数组 int[] reverses = reverse(nums); for (int res : reverses) { System.out.println(res); } } /** * 翻转数组 * * @param arrays 数组参数 * @return 翻转后的数组 */ 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; }
8. 多维数组
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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堆数组，其每个元素都是一个一维数组
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二维数组
int a[][] = new int[2][5];
9. 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。
10. 冒泡排序
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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
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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。
/** * 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.下一轮则可以少依次排序 * 4.依次循环，直到结束 * * @param array 要排序的数字 * @return 排序完成的数组 */ public static int[] sort(int[] array) { //临时变量 int temp; //外层循环，判断我们这个要循环多少次 for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) { //通过flag表示位减少没有意义的比较 boolean flag = false; //内部循环，比较两个数，如果一个数比第二数大，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) break; } return array; }
11. 稀疏数组
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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。
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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
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如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组
public static void main(String[] args) { /* * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 * */ //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; System.out.println("输出原始的数组"); for (int[] ints : array1) { for (int anInt : ints) { System.out.print(anInt + " "); } System.out.println(); } System.out.println("======================="); //转换为稀疏数组保存 //获取有效值的个数 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("有效值的个数为：" + sum); //2.创建一个稀疏数组的数组 int[][] array2 = new int[sum + 1][3]; array2[0][0] = array1.length; array2[0][1] = array1[0].length; 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[i].length; j++) { if (array1[i][j] != 0) { count++; array2[count][0] = i; array2[count][1] = j; array2[count][2] = array1[i][j]; } } } for (int i = 0; i < array2.length; i++) { System.out.println(array2[i][0] + "\t" + array2[i][1] + "\t" + array2[i][2]); } 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("输出还原数组"); for (int[] ints : array3) { for (int anInt : ints) { System.out.print(anInt + " "); } System.out.println(); } }
