狂神Java SE （六）数组

01 什么是数组

数组是相同类型数据的有序集合
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访问

02 数组的声明和创建

必须先声明数组变量，才能在程序中使用数组

dataType[] arrayRefVar;
dataType arrayRefVar[]; // 也可以，但不推荐

Java语言使用new操作符来创建数组

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

数组的元素通过索引访问，索引从0开始
获取数组长度arrays.length

03 三种初始化及内存分析

Java内存分析
- 堆
  - 存放new的对象和数组
  - 可以被所有线程共享，不会存放别的对象引用
- 栈
  - 存放基本变量类型（包含这个基本类型的具体数值）
  - 引用对象的变量（存放该引用在堆里面的具体地址）
- 方法区
  - 可以被所有线程共享
  - 包含所有class和static变量

	// 1. 声明数组，此时array存放在栈中
	int[] array = null; 
	// 2. 创建数组（初始化），此时在堆中开辟了内存，存放对象
	array = new int[10];
	// 3. 给数组中元素赋值，此时修改对应的值
	array[0] = 1;

数组的三种初始化
- 静态初始化（创建 + 赋值）
```
	int[] a = {1, 2, 3};
	Man[] mans = {new Man(1,1), new Man(2,3)};
```
- 动态初始化（包含默认初始化）
```
	int[] a = new int[2];
	a[0] = 1;
	a[1] = 2;
```
- 默认初始化
  - 数组是引用类型，其元素相当于类的实例变量
  - 数组分配空间时，其中的每个元素会按照实例变量同样的方式被隐式初始化

04 下标越界及小结

数组的特点
- 长度确定，创建后大小不可修改
- 元素类型相同，不允许出现混合类型
- 元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型
- 数组变量属于引用类型，也可以看成是对象，数组中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，无论数组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]
- 数组下标越界异常：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、不可变的。如果越界，会报异常。

05 数组的使用

for-each循环
```
for (int array : arrays){
}
```

数组作为方法入参

pbulic void printArray(int[] arrays){
}

数组作为返回值

public static int[] reverseArray(int[] arrays){
}

06 二维数组

可以视为"数组的数组"
二维数组 int[][] a = new int[2][5];

07 Arrays类讲解

数组的工具类 java.util.Arrays
使用Arrays工具类，对数组对象进行一些基本操作
该类中的方法都是static修饰的静态方法，使用时可以直接使用类名进行调用，无需使用对象调用（也可以）。
常用功能
- 数组赋值：fill方法
- 数组排序：sort方法，升序排列
- 比较数组：equals方法，比较元素值
- 查找数组元素：binarySearch方法，对排序好的数组进行二分查找

package com.kuang.arrays;

import java.util.Arrays;

/**
 * Arrays工具类
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/11 011 16:32
 */
public class Demo01_Arrays {
    public static void main(String[] args) {

        int[] a = {1,3,4,5,22,34566,123};

        System.out.println(a); // [I@1b6d3586
        // 打印数组元素， Arrays.toString()
        System.out.println(Arrays.toString(a)); // [1, 3, 4, 5, 22, 34566, 123]

        // 升序排序， Arrays.sort()
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a)); // [1, 3, 4, 5, 22, 123, 34566]

        // 填充数组, Arrays.fill()
        Arrays.fill(a, 2,4, 0);
        System.out.println(Arrays.toString(a)); // [1, 3, 0, 0, 22, 123, 34566]
    }
}

08 冒泡排序

两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较；
嵌套循环，时间复杂度为 \(O(n^2)\)。

package com.kuang.arrays;

import java.util.Arrays;

/**
 * 冒泡排序
 * 比较数组中两个相邻元素，如果第一个比第二个大，交换位置
 * 每次比较都会产生一个最大或最小的数字
 * 下一轮可以少一次排序
 * 依次循环，直到结束
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/11 011 16:42
 */
public class Demo02_BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 5, 3, 2, 6, 7, 213, 21};
        int[] sortesd = bubbleSort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(sortesd)); // [1, 2, 3, 5, 6, 7, 21, 213]
    }


    public static int[] bubbleSort(int[] array) {
        // 临时变量
        int temp = 0;
        // 外层循环，判断要走多少次
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {

            // 优化：通过flag标识减少无意义比较
            boolean flag = false;

            // 内层循环，比较判断两个数，如果第一个数更大，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;
    }

}

09 稀疏数组

一个数组中大部分元素为0，或同一值时，可以用稀疏数组进行保存。
稀疏数组的处理方式：
- 记录数组共有几行几列，有多少个不同值
- 将不同值的元素及其行列、值记录在一个小规模数组中

package com.kuang.arrays;

import java.util.Arrays;

/**
 * 稀疏数组
 *
 * @author maple_w
 * Created on 21/07/11 011 16:52
 */
public class Demo03_SparseArray {
    public static void main(String[] args) {

        // 二维数组表示棋盘
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        // 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

        System.out.println("打印棋盘");
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }

        // 获取有效值个数
        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

        // 使用稀疏数组存储
        int[][] array2 = new int[sum + 1][3];

        array2[0][0] = 11;
        array2[0][1] = 11;
        array2[0][2] = sum;

        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
        // 11	11	2
        // 1	2	1
        // 2	3	2
        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]);
        }

        // 还原棋盘
        System.out.println("还原棋盘");
        // 读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        // 还原值
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        // 打印棋盘
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        // 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
    }
}

posted @ 2021-07-11 17:10 Maple_w 阅读(34) 评论(0) 编辑收藏举报

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狂神Java SE （六）数组

01 什么是数组

02 数组的声明和创建

03 三种初始化及内存分析

04 下标越界及小结

05 数组的使用

06 二维数组

07 Arrays类讲解

08 冒泡排序

09 稀疏数组

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