从基础学java--数组_Java教程

Java数组

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数据，按照一定先后次序排序组合而成
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下标访问它们

1.1、数组的声明创建

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下

dataType[] arrayRefVar; //首选
dataType arrayRefVar[]; //效果相同,但不是首选

数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]; //int[] nums=new int[10]

获取数组长度：arrays.length

int[] nums; //1.声明一个数组
nums = new int[3]; //2.创建一个数组
//3.给数组元素赋值
nums[0]=1;
nums[1]=2;
nums[2]=3;
for (int num : nums) { //打印数组所有元素
  System.out.println(num);
}

1.2、内存分析

从基础学java--数组

1.3、数组的三种初始化

静态初始化

//静态初始化：创建+赋值
int[] a={1,2,3};
Man[] mans={new Man(1,1),new Man(2,2)}

动态初始化

//包含默认初始化
int[] a=new int[2]; //默认值为0
a[0]=1;
a[1]=2;

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。

1.4、数组的基本特点

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。
数组变量属于引用类型，数组也可以看作对象，其中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，数组本身是在堆中的。

1.5、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]);
}

ArraylndexOutOfBoundsException: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
数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报:ArraylndexOutofBounds

2、数组的使用

2.1、For-Each循环

int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印全部的数组元素 JDK1.5 没有下标
for (int array : arrays) {
  System.out.println(array);
}

2.2、数组作方法入参

//打印数组元素
public static void printArray(int[] a){
  for (int i = 0; i < a.length; i++) {
      System.out.print(a[i]+" ");
  }
}

2.3、数组作返回值

//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
  int[] result = new int[arrays.length];
  //反转的操作
  for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
      result[i] = arrays[arrays.length-i-1];
  }
  return result;
}

3、多维数组

多维数组可以看成数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的数组，其每一个元素都是一个一维数组。

int arr[][] = new int[3][2]; //二维数组,三行两列

从基础学java--数组

int[][] array = {{1,2},{3,4},{5,6}};
//打印二维数组所有元素
for (int i = 0; i < array.length; i++) { //arrays.length=3
  for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
      System.out.print(array[i][j]+" ");
  }
  System.out.println();
}

4、Arrays类

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使用，但API提供了一个工具类Arrays供我们使用。
Array类中的方法都是static修饰的静态方法，使用时直接使用类名进行调用，可以不用对象调用。
常用功能
- 给数组赋值：fill方法。
- 排序：sort方法，升序。
- 比较数组：equals方法比较数组中元素值是否相等。
- 查找数组元素：binarySearch对排序好的数组进行二分查找法操作。

int[] a = {1,2,3,4,9000,32145,451,21};
System.out.println(a); // [I@28d93b30 (hashcode)

//Arrays.toString 打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 3, 4, 9000, 32145, 451, 21]

//二分法查找某值 返回下标
System.out.println(Arrays.binarySearch(a, 9000)); // 4

//填充
Arrays.fill(a,2,4,0); //数组[a[2]~a[4])之间填充0
System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 0, 0, 9000, 32145, 451, 21]

//升序排序
Arrays.sort(a);

5、冒泡排序

1、冒泡排序是八大排序最出名的排序算法。
2、代码：两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
3、当我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)。

//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数大于第二个数，交换它们位置
//2.每一次比较，都会产生一个最大或最小的数字(升序为最大数)
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环，直到结束
public static int[] sort(int[] array){
  int temp=0;
  //外层循环，次数length-1
  for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
      //内层循环：如果第一个数大于第二个数，交换它们位置
      for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
          if(array[j]>array[j+1]){
              temp=array[j];
              array[j]=array[j+1];
              array[j+1]=temp;
              flag = true;
          }
      }
  }
  return array;
}

public static void main(String[] args) {
  int[] a={8,1,35,47,19,-2};
  int[] sort = sort(a);
  System.out.println(Arrays.toString(sort)); //[-2, 1, 8, 19, 35, 47]
}

优化

	//冒泡排序算法
	int[] a = {6,2,4,5,2,1,3};
	int temp = 0;
	for(int i = 0;i<a.length-1;i++){    
		boolean flag = false;
	    for(int j = 0;j<a.length-1-i;j++){
	        if(a[j] > a[j+1]){
	            temp = a[j];
	            a[j] = a[j+1];
	            a[j+1] = temp;
	            flag = true;
	        }
	    }
	}
	if(!flag){
		break;
	}
	System.out.println("排序后的结果是:");
	for(int i : arr){
	    System.out.print(i);
	}

6、稀疏数组

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

从基础学java--数组

需求：编写五子棋游戏中，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

//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("原始的数组：");
for (int[] array : array1) {
  for (int i : array) {
      System.out.print(i+"\t");
  }
  System.out.println();
}

//转换为稀疏数组保存
//1.有效值的个数
int sum = 0; //有效值总数
for (int i = 0; i < 11; i++) {
  for (int j = 0; j < 11; j++) {
      if(array1[i][j]!=0){
          sum++;
      }
  }
}
//2.创建一个稀疏数组
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;

//3.遍历二维数组，将有效值存放到稀疏数组
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];
      }
  }
}

//4.输出稀疏数组
System.out.println("稀疏数组：");
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
  for (int j = 0; j < array2[i].length; j++) {
      System.out.print(array2[i][j]+"\t");
  }
  System.out.println();
}

/* 结果：
输出原始的数组
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
稀疏数组
11 11 2
1 2 1
2 3 2
*/