Java数组详解
1. 数组的定义
- 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一个下标来访问它们。
2. 数组声明创建
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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 //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访问的，数组索引从0开始。
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获取数组长度：
arrays.length
3. 三种初始化
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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。
4. 下标越界及小结
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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。
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数组边界：
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下标的合法区间：[0, length-1]，如果越界就会报错；
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ArraylndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常！
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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
- 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报：ArraylndexOutofBounds
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5. 数组的使用
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普通for循环
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for-each循环
int[] arrays = {1,2,3,4,5}; for(int array : arrays){ System.out.println(array); } -
数组作方法入参
public class Array { public static void main(String[] args) { int[] arrays = {1,2,3,4,5}; printArray(arrays); } //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] + " "); } } } -
数组作返回值
public class Array { public static void main(String[] args) { int[] arrays = {1,2,3,4,5}; // printArray(arrays); int[] result = reverse(arrays); printArray(result); } //反转数组 public static int[] reverse(int[] arrays){ int[] result = new int[arrays.length]; for( int i = 0, j = arrays.length-1 ; i< arrays.length ; i++ , j--){ result[j] = arrays[i]; } return result; } //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] + " "); } } }
6. 多维数组
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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。
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二维数组
int[][] a = new int[2][5];解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。
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public class erweiArray { public static void main(String[] args) { int[][] arrays = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}}; //遍历二维数组 for (int i = 0; i < arrays.length; i++) { for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++) { System.out.println(arrays[i][j]); } } } }
7. Arrays类
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数组的工具类java.util.Arrays
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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。
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查看JDK帮助文档
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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布"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：
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给数组赋值：通过fill方法。
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对数组排序：通过sort方法，按升序。
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比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等。
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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。
import java.util.Arrays; public class ArraysLei { public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2,3,4,12345,43,12342,98,1243}; Arrays.sort(a); //数组排序：升序 System.out.println(Arrays.toString(a)); //打印数组元素 Arrays.fill(a,2,4,0); //数组填充 System.out.println(Arrays.toString(a)); } }
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8. 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。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)。
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，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 maopaopaixu { public static void main(String[] args) { int[] a = {1,4,5,72,2,2,2,25,6,7}; int[] sort = sort(a); //调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组 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++) { //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-i; j++) { if (array[j+1]<array[j]){ temp = array[j]; array[j] = array[j+1]; array[j+1] = temp; } } } return array; } } -
思考：如何优化？
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，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 maopaopaixu { public static void main(String[] args) { int[] a = {1,4,5,72,2,2,2,25,6,7}; int[] sort = sort(a); //调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组 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; //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-i; j++) { if (array[j+1]<array[j]){ temp = array[j]; array[j] = array[j+1]; array[j+1] = temp; flag = true; } } if (flag == false){ break; } } return array; } }
9. 稀疏数组
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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。
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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
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如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组
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例题：
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需求：编写五子棋休息中，有存盘退出和续上盘的功能。
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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。
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解决：稀疏数组
public class xishushuzu { public static void main(String[] args) { //1. 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; array1[2][3] = 2; //输出原始的数组 System.out.println("输出原始的数组"); for (int[] ints : array1) { for (int anInt : ints) { System.out.print(anInt+"\t"); } System.out.println(); } System.out.println("====================="); //转换为系数数组保存 //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++; } } } System.out.println("有效值的个数："+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，将非零的值，存放到稀疏数组中 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 int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]]; //2.给其中的元素还原它的值 for (int i = 1; i < array2.length; i++) { array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2]; } //3.打印 System.out.println("输出还原的数组"); for (int[] ints : array1) { for (int anInt : ints) { System.out.print(anInt+"\t"); } System.out.println(); } } }
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