java_day07_1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。
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访问一个下标来访问他们。

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,如int[] nums
 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，数组索引从零开始。
获取数组长度array.length。

声明、创建数组方式如下：

 package com.xin.array;
 
 public class ArrayDemo01 {
     public static void main(String[] args) {
         int[] nums;  //声明一个数组
         nums = new int[10];   //构建一个数组，这里可以存放10个int类型的数字
         //3.给数组元素中赋值
         nums[0] = 0;
         nums[1] = 1;
         nums[2] = 2;
         nums[3] = 3;
         nums[4] = 4;
         nums[5] = 5;
         nums[6] = 6;
         nums[7] = 7;
         nums[8] = 8;
         nums[9] = 9;
         //System.out.println(nums[9]);
         //计算所有元素的和
         int sum  = 0;
         for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
             sum += nums[i];
         }
         System.out.println(sum);         //45
 
 
     }
 }

2.1 内存分析

JAVA内存分析：

2.2 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。

实例如下：

 package com.xin.array;
 
 public class ArrayDemo02 {
     public static void main(String[] args) {
         //静态初始化
         int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8};   //直接赋值
         System.out.println(a[0]);    //1
 
         //动态初始化
         int[] b = new int [10];   //先创建空间,默认为0
         b[0] = 10;
         System.out.println(b[0]);   //10
         System.out.println(b[1]);   //0
     }
 }

2.3 数组的四个基本特点

其长度是确定的。数组一旦被创建，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变量的成员变量。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，数组对象本身就是在堆中的。

2.4 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]);
 }

ArrayIndexOutOfBoundsExceotion: 数组下标越界异常！
小结
- 数组是相同数据类型(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，则报错：ArrayIndexOutOfBoundsExceotion

3 数组使用

For-Each循环
数组作方法入参
数组作返回值

3.1 For-Each循环

 package com.xin.array;
 
 public class ArrayDemo04 {
     public static void main(String[] args) {
         int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
         //JDK1.5以上开始，没有下标
         for (int array : arrays) {
             System.out.println(array);   //arrays.for快捷创建，实现遍历
         }
     }
 }

3.2 数组作方法入参和作返回值

package com.xin.array;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
        //JDK1.5以上开始，没有下标
//        for (int array : arrays) {
//            System.out.println(array);   //arrays.for快捷创建，实现遍历
//        }
        printArray(arrays);         //1 2 3 4 5
        System.out.println("\n");
        int[] reverse = reverse(arrays);    //还是得重新创建下返回来的数组，不然输出不出来
        printArray(reverse);      //5 4 3 2 1
    }
    //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[]指的是返回的数组，reverse里边是形参
        int[] result = new int[arrays.length];
        //反转的操作
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            result[i] = arrays[arrays.length-1-i];
            //System.out.println(result[i]);
        }
        return result;
    }
}

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堆数组，其每一个元素都是一个一维数组。

int a[][] = new int[3][2];      //2行5列数组

其原理如下图所示：

示例如下：

package com.xin.array;

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1，2
        3，4
        5，6
        7，8
         */
        int[][] array = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}, {7, 8}};   //4行两列
        //System.out.println(array);              //会报错，不能直接用sout输出数组，需要遍历
        printArray(array[0]);                  //1 2
        System.out.println("\n");
        System.out.println(array[0][1]);      //2
        System.out.println("\n");
        printArray(array);
    }
    //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]+" ");
        }
    }
    //打印二维数组
    public static void printArray(int[][] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++){
                System.out.print(arrays[i][j]+ "");
            }
        }

    }
}

5 Arrays类讲解

主要使用了Arrays类中sort排序和toString打印数组元素

package com.xin.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] a = {1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23};
        //System.out.println(a);  //打印不出来
        //打印数组元素
        System.out.println(Arrays.toString(a));   //系统自带函数，输出[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]

        Arrays.sort(a);      //对数组排序，升序[1, 2, 3, 3, 4, 21, 23, 543, 9090, 31231]
        printArray(a);

        //数组填充
        Arrays.fill(a,2,4,0);   //2到4个元素被0填充
        System.out.println(Arrays.toString(a));[1, 2, 0, 0, 4, 21, 23, 543, 9090, 31231]

    }
    //自定义打印数组函数
    public static void printArray(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if(i == 0){
                System.out.print("[");
                System.out.print(arrays[i]+ "," + " ");
            }else if(i == arrays.length-1) {
                System.out.print(arrays[i]);
                System.out.println("]");
            }else{
                System.out.print(arrays[i] + "," + " ");
            }

        }
    }
}

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。
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方法能够对排序好的数组进行二分查找法操作

6 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！

package com.xin.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 7, 2, 19, 10, 3, 27};
        sort(arrays);

    }
    //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数大，就交换他们的位置。
    //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 static void sort(int[] array){
        int max = 0;
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {      //3. 下一轮则可以少一次排序
                if(array[j]>array[j+1]){     //1. 如果第一个比第二个数大，就交换他们的位置。
                    max = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = max;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

7 稀疏数组

需求：编写五子棋时，有存盘退出和续上盘的功能。
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

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，从而缩小程序的规模
- 如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

 package com.xin.array;
 
 import java.util.Arrays;
 
 public class ArrayDemo08 {
     public static void main(String[] args) {
         //1. 创建一个2维数组6*6   0：没有棋子，  1：黑棋    2：白棋
         int[][] array1 = new int[6][6];
         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) {         //双循环遍历    array1.for
             for (int anInt : ints) {        //ints.for
                 System.out.print(anInt+ "\t");
             }
             System.out.println();    //每结束一行，换行
         }
 
         //转换为稀疏数组保存
         //获取有效值的个数
         System.out.println("===================");
         int sum = 0;
         for (int i = 0; i < 6; i++) {
             for (int i1 = 0; i1 < 6; i1++) {
                 if (array1[i][i1] != 0){
                     sum++;
                 }
             }
         }
         System.out.println("有效值的个数为"+sum);
         //2. 创建一个稀疏数组
         int [][] array2 = new int[sum+1][3];
         array2[0][0] = 6;
         array2[0][1] = 6;
         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];
                 }
             }
         }
         for (int[] ints : array2) {         //二维数组遍历输出array2稀疏数组
             for (int anInt : ints) {
                 System.out.print(anInt+"\t");
             }
             System.out.println();
 
         }
         System.out.println("================");
         System.out.println("还原稀疏数组为原始数组");
         //1. 读取稀疏数组
         int[][] array3 = new int[ array2[0][0] ] [ array2[0][1] ];
         // 2.给其中的元素还原相应的位置
 //        array3[1][2] = 1;
 //        array3[2][3] = 1;
         for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
             array3[ array2[i][0] ][ array2[i][1] ] = array2[i][2];
         }
         for (int[] ints : array3) {
             for (int anInt : ints) {
                 System.out.print(anInt+"\t");
             }
             System.out.println();
         }
     }
 }

程序对应输出结果如下：

知识补充

1 双循环遍历

 int[][] array1 = new int[6][6];
         array1[1][2] = 1;
         array1[2][3] = 1;
  for (int[] ints : array1) {         //双循环遍历    array1.for
             for (int anInt : ints) {        //ints.for
                 System.out.print(anInt+ "\t");
             }
             System.out.println();    //每结束一行，换行
         }

posted @ 2022-03-29 21:13 诺不克阅读(80) 评论(0) 编辑收藏举报

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