数组

1.数组概述

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访问它们

2.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
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。
获取数组长度：

arrays.length

内存分析

Java内存分析

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。

内存分析

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中对象是在堆栈中的，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；

3.数组使用

For-Each循环

遍历数组中的元素

for (int i=0,i<=arrays.length,i++){}//for循环遍历方法1
for (int i : arrays){}//增强型for循环遍历，适合打印元素，JDK1.5之后才能使用

数组做方法入参

数组做返回值

4.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数组，其每一个元素都是一个一维数组。

//二维数组写法举例
int a[][] = new int[2][5];//二维数组a可以看成一个两行五列的数组

5.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
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”）
具体有以下常用功能：
- 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

冒泡排序

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)

//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，我们就交换他们的位置。
    //2.每次比较，都会产生出一个最大值，或者一个最小的数字
    //3.下一轮则可以少一次排序
    //4.依次循环，直到结束。

    public static int[] sort(int[] array) {
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断我们这个要走多少次；
        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
            //内存循环，如果第一个数比第二个数大就交换位置。
            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;
    }

6.稀疏数组(数据结构)

需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能
稀疏数组案例

分析问题：因为该二维数组的很多值是默认值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0，或者为同一值得数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组。
稀疏数组得处理方式是：
- 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，从而缩小程序得规模
如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

public class ArrayDemo03 {
    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，2白棋；
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 1;
        //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();
        }
        //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 (array1[i][j] != 0) {
                    sum++;

                }
            }
        }
        System.out.println("有效值的个数：" + sum);

        //创建一个稀疏数组得数组
        int[][] array2 = new int[sum + 1][3];
        array2[0][0] = 11;
        array2[0][1] = 11;
        array2[0][2] = sum;
        //遍历二维数组，将非零得值存放在稀疏数组中；
        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");
        }
        //读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        System.out.println("输出还原的数组");
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}