05 Java数组
01 什么是数组
- 数组是具有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，按照一定的先后次数排列组合而成。
- 其中每一个数据被称作数组元素，每个数组元素可以通过数组下标来访问。
比如球赛中每个队伍都有有限个人数（数组大小），又通过号码（数组下标）来区分队员（数组元素）。
02 数组的声明和创建
1.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; //java特有定义方式
或
dataType arrayRefVar[]; //这是类似于C语言的定义方式
2.Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];
public class ArrayDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int[] nums;//声明一个数组
nums = new int[10]; //创建一个数组
//3.给数组元素中赋值
nums[0] = 1;
nums[1] = 2;
nums[2] = 3;
nums[3] = 4;
nums[4] = 5;
nums[5] = 6;
nums[6] = 7;
nums[7] = 8;
nums[8] = 9;
nums[9] = 10;
//计算所有元素的和
int sum = 0;
//获取数组的长度： array.Length
for(int i = 0;i < nums.length;i++){
sum = sum + nums[i];
}
System.out.println("总和为:"+ sum);
}
}
03 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，其中的每个元素也按照实例变量同样的方式被隐式初始化。
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[0]);
for(int i = 0;i<a.length;i++){
// for(int i = 0;i<=a.length;i++){
// 下标越界:ArrayIndexOutOfBoundsException
System.out.println(a[i]);
}
//动态初始化，包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[0]=10;
b[1]=20;
System.out.println(b[0]);
System.out.println(b[1]);
System.out.println(b[2]);
System.out.println(b[3]);
}
}
04 下标越界及小结
数组的四个基本特点
1.其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可改变的。
2.其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。
3.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。
4.数组变量属于引用类型，数组也可以看成为对象，数组中的每个元素都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。
数组边界
- 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！
05 数组使用
普通For循环
public class ArrayDemo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印数组全部元素
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 += arrays[i];
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("======================");
//查找最大元素
int max = arrays[0];
for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
if(arrays[i]>max){
max = arrays[i];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
}
增强for循环
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
// 适合打印输出，但不能操作下标
// for (int i : arrays) {
// System.out.println(i);
// }
// 数组可作方法参数，也可以作返回值
// printArrays(arrays);
int[] reverse=reverse(arrays);
printArrays(reverse);
}
// 反转数组元素
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;
}
// 打印数组元素
public static void printArrays(int[] arrays){
for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}
}
06 多维数组
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//[4][2]
/*
1,2 array[0]
2,3 array[1]
3,4 array[2]
4,5 array[3]
*/
int[][] arrays = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
System.out.println(arrays.length); //相对于一维数组的长度
System.out.println(arrays[0].length); //相对于二维数组的长度
for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
for (int j = 0; j <arrays[i].length ; j++) {
System.out.print(arrays[i][j]+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
//输出结果：
4
2
1 2
2 3
3 4
4 5
07 Arrays类详解
- 数组的工具类java.util.Arrays
- 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（“不用”不是“不能”）
- 可以在idea中，可以按ctrl 点击 Arrays查看工具类的帮助文档
//Arrays类方法调用
package com.kuang.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,4123,3888,1300};
// System.out.println(a);
//打印数组元素
//System.out.println(Arrays.toString(a));
//printArray(a);
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
//尽量避免重复造轮子
public static 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]+"]");
}
}
}
08 冒泡排序
package com.kuang.array;
import java.util.Arrays;
//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.每一次比较中都产生出一个最大或者最小的数字
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.一次循环，直到结束
// 冒泡排序的时间负责度为O(n2)
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
int[] sort = sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
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; //flag默认为false
//内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换位置。
for (int j = 0; j < array.length-1; j++) {
if(array[j+1]<array[j]){
temp = array[j];
array[j]=array[j+1];
array[j+1]=temp;
flag = true; //如果交换位置，则flag为true
}
if(flag==false) break; //若未进行交换位置则意味着已排好序，无需进行下一次外层循环
}
}
return array;
}
}
09 稀疏数组 -->是种数据结构
- 需求：编写五子棋游戏，具有存盘和续上盘的功能
- 分析问题：可以建立二维数组，空记为0，白棋为1，黑棋为2
- 但是，因为有许多默认值为0，记录了许多没有意义的数据
- 解决问题：稀疏数组
处理方式：
- 记录数组有几行几列，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，左边为原始数组，右边是稀疏数组
右图：第一行表示棋盘为六行七列，有八个不同值
package com.kuang.array;
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
//创建一个11*11棋盘 0：没有棋子 1：黑棋子 2：白棋子
int[][] array1 = new int[11][11];
array1[1][2] = 1;
array1[2][3] = 2;
//输出原始数组
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++; //存放有效值个数
}
}
}
System.out.println("有效值的个数:"+sum);
//创建一个稀疏数组的数组，行 列 值
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，将非零的值存放至稀疏数组中
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("==================");
System.out.println("还原");
//1.读取稀疏数组的值
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
//2.给其中的元素还原他的值
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
//3.打印还原
System.out.println("还原原始数组：");
for(int[] ints : array3){
for(int anInt : ints){
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
运行结果：
输出原始数组：
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
有效值的个数:2
稀疏数组
11 11 2
1 2 1
2 3 2
==================
还原
还原原始数组：
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
