JavaSE--数组

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的
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来访问它们

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来访问的，数组索引从0开始
获取数组长度
```
arrays.length
```

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。

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

数组的边界

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！
小结：
- 数组的相同数据类型（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，则报ArrayIndexOutOfBoundsException异常

3、数组使用

For-Each循环

int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};
//打印全部数组元素
for(int i:arrays){
    System.out.println(i);
}

数组作方法入参

public static void main(String[] args) {
    int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};
    //打印全部数组元素
    printArray(arrays);        
}
//打印
public static void printArray(int[] arrays){
    for (int array:arrays){
        System.out.println(array);
    }
}

数组作返回值

public static void main(String[] args) {
    int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};

    int[] newArray = reverseArray(arrays);
    for(int i:newArray){
      System.out.println(i);
    }
}
//反转数组
public static int[] reverseArray(int[] arrays) {
    int[] newArray = new int[arrays.length];
    for(int i = 0; i < arrays.length; i++){
        newArray[arrays.length-1-i] = arrays[i];
    }
    return newArray;
}

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一维数组，其每一个元素都是一个一维数组。

二维数组

int a[][] = new int[2][5];
int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4}};

解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。
思考：多维数组的使用？

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
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”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

冒泡排序：

冒泡排序无疑是最出名的排序算法之一，总共有八大排序
冒泡的代码是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
看到嵌套循环，可知：时间复杂度为O(n2)
思考：如何优化？

public static void main(String[] args) {
    int[] a =  {1,2,3,4,123,1322,9990,21,33,45,6};
    System.out.println(Arrays.toString(a));
    sort(a);
    System.out.println(Arrays.toString(a));
}

//冒泡排序
//1、比较数组中，两个相邻的元素，如果第一个数比第二个大，我们就交换他们的位置
//2、每一次比较，都会产生一个最大、或者最小的数字
//3、下一轮可以少一次排序
//4、依次循环，直到结束！
public static void sort(int[] array){
    int temp = 0;
    //外层循环，判断我们要走多少次
    for(int i = 0; i < array.length; i++){

        boolean flag = false;//通过flag减少没有必要的比较

        //内层循环，比较判断2个数
        for(int j = 0; j < array.length -1; j++){
            if(array[j] > array[j+1]){
                temp = array[j];
                array[j] = array[j+1];
                array[j+1] = temp;
                flag = true;
            }
        }

        if (flag == false){
            break;
        }
    }
}

//结果：
//[1, 2, 3, 4, 123, 1322, 9990, 21, 33, 45, 6]
//[1, 2, 3, 4, 6, 21, 33, 45, 123, 1322, 9990]

6、稀疏数组

需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。

分析问题：因为该二维数组中的很多值默认是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，或者为同一值的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组
稀疏数组的处理方式是：
- 记录数组一个有几行几列，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
- 如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

public static void main(String[] args) {
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        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();
        }
                      System.out.println("======================================");
        //转化为稀疏数组保存
        //1、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);

        //2.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0的值存放，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;   //行
                    array2[count][1] = j;   //列
                    array2[count][2] = array1[i][j];   //值
                }
            }
        }

        System.out.println("输出稀疏数组的数组");
        for(int[] ints : array2){
            for (int anInt : ints){
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }

        System.out.println("======================================");

        System.out.println("稀疏数组还原成原始数组：");
        //1、读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2、给其中元素还原值
        for (int i = 1; i < array2.length; i++){
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //输出
        for(int[] ints : array3){
            for (int anInt : ints){
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }

    }

结果图：

posted @ 2021-05-19 22:21 w1ndto 阅读(62) 评论(0) 编辑收藏举报

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