java数组

Java数组

1.什么是数组

1. 数组是相同类型数据的有序集合
2. 数组描述的数据按照一定的先后次序排列而成
3. 其中，每一个数据称作一共数组元素，可以通过下标访问

2.数组的声明和创建

先声明数组变量：

1. datatype[] arrayRefVar; 首选
2. datatype arrayRefVar[]; 效果相同，但非首选

用new操作创建数组：

datatype[] arrayRefVar = new datatype[arraySize];

数组的元素1通过索引访问，从0开始

获取数组长度：

arrays.length

package 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; // 声明一个数组

        nums = new int[10]; // 创建一个数组，可以存放10个int类型的数字
        int[] num2 = new int[10];   // 声明，创建一起
        // 给数组元素赋值
        for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
            nums[i-1] = i;
        }
        // System.out.println(nums[9]);
        // 计算所有元素的和
        int sum = 0;
        // 获取数组长度   array.length
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum += nums[i];
        }
        System.out.println("和为："+sum);
    }
}

3.三种初始化及内存分析

java内存分析：

java内存：

1. 堆：存放new对象和数组，可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用
2. 栈：存放基本变量类型（会包含这个类型的具体数值）。引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）。
3. 方法区：可以被所有的线程共享。包含了所有的class和static变量

三种初始化

(1).静态初始化：

int [] a = {1,2,3};

Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};

(2).动态初始化

int[] a = new int[2];

a[0] = 1;

a[1] = 2;

(3).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，被隐形初始化。

package 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};
//        Man[] mans = {new Man(),new Man()};
        System.out.println(a[0]);

        // 动态初始化    包含默认初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;

        System.out.println(b[2]);
    }
}

4.下标越界及小结

(1).数组的四个基本特点

1. 长度确定。数组一经创建，大小是无法改变的
2. 元素必须是相同类型
3. 可以是任意数据类型
4. 数组变量属于引用变量，数组可以看成对象，数组的每个元素相对于该变量的成员变量。数组对象本身是在堆中的。

(2).数组边界

下标的合法区间：[0,length-1],如果越界会报错

ArrayIndexOutOfBoundException:数组下标越界异常！

5.数组的使用

(1).For-Each循环(增强型for循环)

(2).数组作方法入参

(3).数组做返回值

(4).普通的for循环

package array;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};

        // JDK1.5,没有下标
//        for (int array : arrays) {
//            System.out.println(array);
//        }
//        printArray(arrays);
        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.print(arrays[i]+" ");
        }
    }
    // 反转数组
    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;
    }
}

6.多维数组

多维数组可以看做是数组的数组，二维数组是一个特殊的一维数组

二维数组：

int[][] a = int[2][5]

package array;

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        // [4][2]
        /*
        1,2
        2,3
        3,4
        4,5
         */
        int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
//        System.out.println(array[0][0]);
//        System.out.println(array[1][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[0].length; j++) {
                System.out.println(array[i][j]);
            }
        }
    }
}

7.Arrays类

1. 数组的工具类java.util.Arrays
2. 是一个static修饰的静态类，可以之间使用类目进行调用

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同
4. 查找数组元素：通过binarySearch方法能对排序好的数组精选二分查找法操作。

package array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,4,4343434,5655,67,43,21};
//        System.out.println(a);
        // 打印数组元素Arrays.toString
        // System.out.println(Arrays.toString(a));
//        ArrayDemo06 arrayDemo06 = new ArrayDemo06();
//        arrayDemo06.printArray(a);
        Arrays.sort(a);
        Arrays.fill(a,2,4,0); // 数组填充
        System.out.println(Arrays.toString(a));

    }

    public 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]+",");
            }

        }
    }
}

8.冒泡排序

冒泡排序名声赫赫，共有八大排序

两次循环，外层冒泡轮数，内层依次比较，江湖人尽皆知

package array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,4,564,344,22,7866};
        int[] sort = sort(a);   // 调用自己的冒泡排序，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    // 冒泡排序
    // 1.比较数组中，两个相邻的元素，如果第一个比第二个大，我们就交换他们的位置
    // 2.每一次比较，会出一个最大或最小的，下一轮可以少一次排序
    // 3.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，判断要走多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            boolean flag = false; // 通过flag标识为减少无意义的比较
            // 内层循环，比较两个数，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 == false){
                break;
            }
        }
        return array;
    }
}

9.稀疏数组(数据结构)

需求：五子棋游戏，有存盘退出和续上盘的功能

分析问题：该二维数组零太多，无意义数据太多

解决：稀疏数组

(1).稀疏数组介绍

但一个数组中大部分元素为零或同一值时，可以使用稀疏数组来保存该数组。

处理方式

1. 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
2. 把具有不同值的元素和行列及值记录在一共小规模的数组中，从而缩小程序的规模。

结构

行 列 值

x y z

package array;

public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建一个棋盘11*11， 0：无子 1：黑棋 2：白棋
        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("有效值个数："+sum);

        // 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] = 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 < 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("稀疏数组还原");
        // 读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        // 给其中元素还原它的值
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        // 输出还原的数组
        System.out.println("输出还原数组：");

        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}