数组
1、数组概述
数组是相同类型数据的有序集合，按照一定的先后次序排列组合而成。
其中每一个数据成为一个数组元素，可通过下表访问他们。
2、数组声明创建
2.1 数组的声明
首先必须声明数组变量，才能使用。
首选的方法：dataType[] arrayRe; 例如： int[] nums;
另外一种方法（效果相同，并不首选）：dataType arrayRe[];
2.2数组的创建
2.2.3数组的创建
Java数组的创建使用new操作符。
dataType[] arrayRe =new dataType[size];
数组元素是通过索引访问，数组索引从0开始。
获取数组长度：arrays.length;
给数组赋值时候，没有复制的话：int默认为0，string默认null
2.2.4三种初始化及内存分析
Java内存（主要）：堆、栈、方法区
堆：存放new的对象和数组、可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用。
栈：存放基本变量类型（会包含这个基本类型的具体数值）、引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
方法区：可以被所有的线程共享，包含了所有的class和static变量。
声明：int[]=nums;
创建：nums=new int[10]；（动态初始化：默认值全部是0）
静态初始化：创建+赋值（一旦定义了大小，数组长度不可变。）int[] a={1,2,3,4,5,6};
2.2.5下标越界及小结
数组的四个基本特点：
1、长度是确定的，数组一旦被创建，大小不会改变。
2、其元素必须是相同类型，不能出现混合类型。
3、数组中的元素可以是任何数据类型（基本类型和引用类型）
4、数组变量属于引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。
5、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，数组本身就是在在堆中的。
数组边界
数组下标的合法区间：[0,length-1]，越界会报错误：ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常
3、数组使用
3.1 For-Each循环
增强for循环：取不到下标
int[] a={1,2,3,4,5};
for(int a1:a){
System.out.println(a1);
}
3.2数组作方法入参
public static void printArray(int[] array){
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
3.3数组作返回值
反转数组：
public static void main(String[] args) {
int[] a={1,2,3,4,5};
int[] reverse1=reverse(a);
printArray(reverse1);
}
public static void printArray(int[] array){
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
//反转数组
public static int[] reverse(int[] array){
int[] reverse=new int[array.length];
for (int i = 0,j=reverse.length-1; i < array.length; i++,j--) {
reverse[j]=array[i];
}
return reverse;
}
4、多维数组
多维数组可以看成是数组的数组。例如二维数组中的每一个元素都是一个一维数组。
二维数组的定义：
int a[][]=new int [2][5];
输入二维数组：
public static void main(String[] args) {
int [][] array={{1,2},{2,3}};//两行两列 第一行{1，2}，第二行{2，3}
/*
* array[0]:{1,2}
* array[1]:{2,3*/
print(array[0]);
System.out.println(array[0][0]);
}
public static void print(int [] array){
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
5、Arrays类
数组的工具类java.util.Arrays;Arrays类本身都是static修饰的静态方法。在使用的时候可以直接调用，也可以用对象来使用。
具有以下功能：
给数组赋值：fill方法
对数组排序：sort方法升序
比较数组：equals方法比较数组元素是否相等
查找数组元素：binarySearch方法可以对排序好的数组进行二分查找法操作。
public static void main(String[] args) {
int[] a={1,2,6,3,8};
System.out.println(a);//输出结果：[I@85ede7b 这是对象的hashcode
System.out.println(Arrays.toString(a));//输出结果：[1, 2, 6, 3, 8]
//排序
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));//输出结果：[1, 2, 3, 6, 8]
//比较数组 :输出结果：a和b数组元素不一样
int[] b={1,2,3,4,5};
// for (int i = 0; i < a.length; i++) {
if(Arrays.equals(a,b)){
System.out.println("a和b数组元素一样");
}else{
System.out.println("a和b数组元素不一样");
}
//查找数组元素
System.out.println(Arrays.binarySearch(a,3));//2（3在a数组中下标为2）
//填充数组 输出结果：[7, 7, 7, 7, 7]
Arrays.fill(a,7);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
6、冒泡排序
冒泡排序是八大排序中最出名的算法，其时间复杂度是O(n^2)。
思想：从后往前，或者从前往后，依次比较相邻的两个元素，进行排序
代码实现思想：两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
1、比较数组中，两个相邻元素，如果第一个比第二个大，交换位置
2、每一次比较都会产生一个最大或者最小的数字
3、下一轮比较，可以少一次排序。
public static void main(String[] args) {
int[] arrays={1,3,4,2,6};
sort(arrays);
System.out.println(Arrays.toString(arrays));//输出结果：[6, 4, 3, 2, 1]
}
public static int[] sort(int[] array){
int temp=0;
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
for (int i1 = 0; i1 < array.length - 1-i; i1++) {
if(array[i1+1]>array[i1]){
temp=array[i1];
array[i1]=array[i1+1];
array[i1+1]=temp;
}
}
}
return array;
}
优化：如果数组一开始就是一个有序数组，元素没有进行交换，则直接退出。
public static void main(String[] args) {
int[] arrays={1,3,4,2,6};
sort(arrays);
System.out.println(Arrays.toString(arrays));//输出结果：[6, 4, 3, 2, 1]
}
public static int[] sort(int[] array){
int temp=0;
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
boolean flag=false;
for (int i1 = 0; i1 < array.length - 1-i; i1++) {
if(array[i1+1]>array[i1]){
temp=array[i1];
array[i1]=array[i1+1];
array[i1+1]=temp;
flag=true;
}
}
if(flag==false){
break;
}
}
return array;
}
7、稀疏数组
稀疏数组是一种重要的数据结构。当一个数组的大部分元素为0或者为同一个值，可以用稀疏数组保存该数组。
稀疏数组的处理方式是：
记录数组有多少行列，多少个不同值；
把具有不同值的元素和行列以及值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模。
例如：
六行七列八个不同的值。
练习：编写一个五子棋游戏，要求有存盘退出和续盘的功能。
public static void main(String[] args) {
int[][] array=new int[11][11];
//输出原始数组
array[1][2]=1;
array[2][3]=2;
for(int[] ints:array){
for(int i:ints){
System.out.print(" "+i);
}
System.out.println();
}
//转换成稀疏数组保存
//获取有效值
int sum=0;
for (int i = 0; i < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; j++) {
if(array[i][j]!=0){
sum++;
}
}
}
System.out.println(sum);
//创建一个稀疏数组的表示数组
int[][] array2=new int[sum+1][3];
//为其赋值
array2[0][0]=11;
array2[0][1]=11;
array2[0][2]=sum;
//遍历原来的二维数组，将非零数字存在稀疏数组中
int cnt=0;
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
if(array[i][j]!=0){
cnt++;
array2[cnt][0]=i;
array2[cnt][1]=j;
array2[cnt][2]=array[i][j];
}
}
}
for (int i = 0; i <array2.length ; i++) {
System.out.println(array2[i][0]+"\t"+array2[i][1]+"\t"+array2[i][2]);
}
// for (int i = 0; i <array2.length ; i++) {
// for (int j = 0; j <3 ; j++) {
// System.out.print(array2[i][j]+"\t");
// }
// System.out.println();
// }
System.out.println("=============还原稀疏数组============");
//读取稀疏数组
int[][] array3=new int[array2[0][0]][array2[0][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 i:ints){
System.out.print(" "+i);
}
System.out.println();
}
}
}
