7.Java数组
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数组是相同类型数据的有序集合.
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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。
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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.
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数组的几个基本特点
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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。
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其元素必须是相同类型,不允许出现混合类型。
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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。
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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。
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二、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:
dateType[] arrayRefVar; //首选的方法
或
dateType arrayRefVar[]; //效果相同,但不是首选方法
int[] nums1;//首选
int nums2[];//C++中常用
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Java语言使用new操作符来创建数组,语法如下:
dateType[] arrayRefVar = new dateType[arraySize];
int[] nums1 = news int[10]; //这里面可以存10个int类型的数字
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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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获取数组的长度:
arrays.length
package com.lanseyutou.array;
public class ArrayDemo01 {
//变量的类型 变量的名字 = 变量的值;
public static void main(String[] args) {
int[] nums;//1.声明一个数组
nums = new int[10]; //2.创建一个数组
//第1.2步合并可写为:
int[] nums2 = new int[10];
//3.给数组元素中赋值
nums[0] = 1;
nums[1] = 2;
nums[2] = 3;
nums[3] = 4;
nums[4] = 5;
System.out.println(nums[0]);
System.out.println(nums[8]);
//4.计算所有元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {//获取数组长度
sum = sum +nums[i];
}
System.out.println("总和为:"+sum);
}
}
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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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三、内存分析
四、三种初始化
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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
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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。
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package com.lanseyutou.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[2]);
//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]);//没有被赋值的都被默认初始化为0
}
}
五、数组使用
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基础循环
package com.lanseyutou.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];
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("===========");
//查到最大元素
int max = arrays[0];
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
if(arrays[i]>max){
max = arrays[i];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
}
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For-Each循环
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数组作方法入参
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数组作返回值
package com.lanseyutou.array;
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//JDK5 ,没有下标
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}
System.out.println("=========");
printArray(arrays);
System.out.println("=========");
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.println(arrays[i]+" ");
}
}
//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//反转操作
for (int i = 0,j = arrays.length-1; i <arrays.length ; i++,j--) {
result[j]=arrays[i];
}
return result;
}
}
六、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维数组,其每一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];
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解析:以上二维数组a 可以看成一个两行五列的数组。
package com.lanseyutou.array;
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//[4][2]
int[][] array = {{1,2},{3,4},{5,6},{7,8}};
/*
1 2
3 4
5 6
7 8
*/
System.out.println(array[2][0]);
System.out.println(array.length);
System.out.println(array[0].length);
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();
}
}
}
/*
5
4
2
1 2
3 4
5 6
7 8
*/
七、Arrays类
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数组的工具类java.util.Arrays
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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。
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查看JDK帮助文档
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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")
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具有以下常用功能:
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给数组赋值:通过fill方法。
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对数组排序:通过sort方法,按升序。
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比较数组:通过equals方法比较数组中元素值是否相等。
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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。
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package com.lanseyutou.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,5,34,643,657,23,34,55555};
System.out.println(a);
//打印数组元素
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,0);//填充数组
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,2,4,5);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
public static void printArray(int[] a){
System.out.print("[");
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i]);
if (i< a.length-1){
System.out.print(", ");
}
}
System.out.println("]");
}
}
/*
[I@1b6d3586
[1, 5, 34, 643, 657, 23, 34, 55555]
[1, 5, 34, 643, 657, 23, 34, 55555]
[1, 5, 23, 34, 34, 643, 657, 55555]
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 5, 5, 0, 0, 0, 0]
*/
八、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,江湖中人人尽皆知。
package com.lanseyutou.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,24,456,76,34,75,2,8};
int[] sort =sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的两个元素,如果第一个比第二个数大,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.下一轮减少一次排序
//4.依次循环,直到结束
public static int[] sort(int[] array){
int temp = 0;
//外层循环
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
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;
}
}
}
return array;
}
}
/*
[456, 76, 75, 34, 24, 8, 2, 1]
*/
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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)。
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思考:如何优化?
package com.lanseyutou.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,24,456,76,34,75,2,8};
int[] sort =sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的两个元素,如果第一个比第二个数大,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.下一轮减少一次排序
//4.依次循环,直到结束
public static int[] sort(int[] array){
int temp = 0;
//外层循环
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
boolean flag = false;
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;
}
}
if (flag==flag){
break;
}
}
return array;
}
}
九、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:
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记录数组一共有几行几列,有多少个不同值
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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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五子棋游戏中,有存盘退出和续上盘的功能。
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package com.lanseyutou.array;
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
//1.创建一个二维数组 11*11 0:每没有棋子 1:黑棋 2:白棋
int[][] array01 = new int[11][11];
array01[1][2] = 1;
array01[2][3] = 2;
//输出原始数组
System.out.println("输出原始数组");
for (int[] ints : array01) {
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
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; j++) {
if (array01[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[][] array02 = new int[sum+1][3];
array02[0][0] = 11;
array02[0][1] = 11;
array02[0][2] = sum;
//遍历二维数组,将非零的值,存放在稀疏数组中
int count = 0;
for (int i = 0; i < array01.length; i++) {
for (int j = 0; j < array01[i].length; j++) {
if (array01[i][j]!=0){
count++;
array02[count][0] = i;
array02[count][1] = j;
array02[count][2] = array01[i][j];
}
}
}
//输出稀疏数组
System.out.println("输出稀疏数组");