java数组之Arrays类，冒泡排序及稀疏数组
java数组
1.Arrays类
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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”）。
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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。（sort：分类;排序;）
- 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。
- 打印数组元素 ：通过toString方法能对数组进行打印操作。
1.1 Arrays类方法使用演示：
package array;
import java.util.Arrays;
//Arrays类方法的使用
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
int[] a={1,5,88,66,777,3};
System.out.println("a = " + a);//对象元素，打印的是哈希值
System.out.println(Arrays.toString(a));//打印数组元素：Arrays.toString()
printArray(a);
Arrays.sort(a);//数据进行排序：升序
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,6);//数组填充
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,2,4,9);//有条件的数组填充
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
//我们自居定义一个打印数组中的元素，但是完全没必要，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.println(a[i]+"]");
}else {
System.out.print(a[i]+", ");
};
}
}
}
运行结果
a = [I@1b6d3586
[1, 5, 88, 66, 777, 3]
[1, 5, 88, 66, 777, 3]
[1, 3, 5, 66, 88, 777]
[6, 6, 6, 6, 6, 6]
[6, 6, 9, 9, 6, 6]
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2.冒泡排序
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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！
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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。
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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)。
2.1 冒泡排序算法使用演示：
package 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，我们就交换它们的位置
//2.每一次比较，都会产生出一个最大，或者最小的数字
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环，直到结束
public class ArrayDemo09 {
public static void main(String[] args) {
int[] a={3,66,88,5,33,69};
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));//Arrays中sort方法排序
System.out.println("调用冒泡排序");
int[] sorta = sortPrint(a); //返回是一个排序好的int[] 类型数组，需要用int[] 类型变量来接收
System.out.println(Arrays.toString(sorta)); //利用Arrays 中的toString方法输出数组内容
}
//冒泡排序的方法
public static int[] sortPrint(int[] array){
int temp=0; //临时变量，用于数组间腾空赋值
//外层循环，判断我们这个要比多少次
for (int i = 0; i <array.length-1 ; i++) {//10个数需要比较9次，又因为是<号,数组下标从0开始，所以需要length-1次循环
boolean flag=false;//通过flag标识位减少没有意义的比较
//内层循环，比较判断两个数，如果第一个数不第二个数则交互位置，从小到大排序
for (int j = 0; j <array.length-1-i ; j++) {//内层表示相邻两数的依次比较，每一轮排序都会排好一个数，所以就可以少比较一次，故为array.length-1-i
if(array[j]>array[j+1]){//数组前面的比后面的大则交互位置，故小的在前面，从小到大排序
//排序三部曲
temp=array[j];
array[j]=array[j+1];
array[j+1]=temp;
flag=true;
}
}
if (flag==false){
break;
}
}
return array; //将排序好的数组返回打印
}
}
运行结果
[3, 5, 33, 66, 69, 88]
调用冒泡排序
[3, 5, 33, 66, 69, 88]
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3.稀疏数组
3.1 场景介绍
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需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出或续上盘的功能。
-
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
3.2 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。
-
稀疏数组的处理方式是：
- 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数组中，从而缩小程序的规模
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如下图：左边事原始数组，右边事稀疏数组
3.3 稀疏数组代码演示：
package array;
public class ArrayDemo10 {
public static void main(String[] args) {
//1.棋盘用代码表示 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;//将棋盘中的有效元素给与数组赋值
array1[2][3] = 2;
//增强for快捷键 数组/集合名称 . for
//输出原始的数组
System.out.println("输出元素的数组");
//采用增强for遍历
for (int[] ints : array1) { //遍历输出二维数组的一维长度，用作外层输出多少行，array1 表示上面定义的数组，
// int[] ints表示该数组的每一个元素，而每个元素代表的又是一个数组
for (int anInt : ints) { //第二层循环输出每个元素代表数组里的所有内容，anint 表示每一个元素（但是每个元素又是一个数组）
//而anint 表示每个数组的具体元素
System.out.print(anInt + "\t");
}
System.out.println();
}
System.out.println("======================================");
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {//使用普通的for遍历
for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
System.out.print(array1[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
//如果用代码创建一个稀疏数组来表示上述的代码呢？
//转换为稀疏数组保存
//1.先获取数组中有效元素的个数
int sum = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
if (array1[i][j] != 0) {
sum++;
}
}
}
System.out.println("有效的个数为：" + sum);
//2.创建一个稀疏数组来表示棋盘数组
int[][] array2 = new int[sum + 1][3];//如果棋盘数组中有效的元素为8个加上最上层的总统计一行 一共有sum+1 行，固定3列
//稀疏数组的下表0表示总的信息 棋盘有多少行多少列和总共多少个有效的值
array2[0][0]=11;
array2[0][1]=11;
array2[0][2]=sum; //当遍历棋盘数组不等于0时说明碰到了有效的值
//3.将所要转换的二维数组array1存入到新创建的稀疏数组array2中，下标为0的元素存入的是该数组有几行几列有几个值，
// 故count++从下标为1开始传入数据。
int count=0;//用于记录遍历时遇到的有效值
for (int i = 0; i <array1.length ; i++) {
for (int j = 0; j <array1[i].length ; j++) {
if(array1[i][j]!=0){//当棋盘数组遍历时元素不为0，则是碰到了有效值
count++;
array2[count][0]=i;//碰到的有效值 在棋盘数组的第几行
array2[count][1]=j; //碰到的有效值在 棋盘数组的 第几列
array2[count][2]=array1[i][j];
}
}
}
//4.输出新创建的稀疏数组array2
System.out.println("打印稀疏数组");
for (int i = 0; i <array2.length ; i++) {
System.out.println(array2[i][0]+"\t"
+array2[i][1]+"\t"
+array2[i][2]+"\t"
);
}
//将稀疏数组还原
System.out.println("还原");
//1.读取稀疏数组，创建新的数组来接收
int[][] array3=new int[array2[0][0]][array2[0][1]];//稀疏数组的0下标前两个参数作为还原数组的行和列
//2.给其中的元素还原它的值
for (int i = 1; i <array2.length ; i++) {//i从1开始 是由于在稀疏数组中0 元素中存的是该数组的行列数和值，所以应该将其改为1
array3[array2[i][0]][array2[i][1]]=array2[i][2];//将稀疏数组的所存的第三个值赋值给新创的二维数组，
// 稀疏数组前两个数据作为还原新数组的下标，表示行和列
}
//3.打印还原的棋盘数组
for (int[] ints : array3) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print("\t"+anInt);
}
System.out.println();
}
}
}
运行结果
输出元素的数组
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
======================================
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
有效的个数为：2
打印稀疏数组
11 11 2
1 2 1
2 3 2
还原
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
