Java数组

数组概述

数组的定义

数组是相同类型数据的有序结合

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他们

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
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

获取数组长度:arrays.length

public class ArrayDemo01 {
    //变量的类型 变量的名字 = 变量的值
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums;//1.声明一个数组
        nums = new int[10];//2.创建一个数组
        //3.给数组元素中赋值
        nums[0] = 1;
        nums[1] = 2;
        nums[2] = 3;
        nums[3] = 4;
        nums[4] = 5;
        nums[5] = 6;
        nums[6] = 7;
        nums[7] = 8;
        nums[8] = 9;
        nums[9] = 10;
        //System.out.println(nums[0]);
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        for (int i = 0;i<nums.length;i++){
            sum = sum+nums[i];
        }
        System.out.println("计算结果为："+sum);
    }
}

Java内存分析

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
• 包含了所偶遇的class和static变量

数组的三种初始化方式

1.静态初始化

public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化:创建+赋值
        int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8};
        System.out.println(a[0]);
    }
}

2.动态初始化

public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //动态初始化:包含默认初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 6;
        System.out.println(b[0]);

    }

3.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

数组的特点

• 其长度是确定,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

数组边界

下标的合法区间:[0，length-1],如果越界就会报错：

ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常

数组使用

普通的For循环

public class ArrayDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        //打印全部的数组元素
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(arrays[i]);

        }
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            sum = sum+arrays[i];
        }
        System.out.println("计算结果为："+sum);
        //查找最大元素
        int max = arrays[0];
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if (arrays[i]>max){
                max = arrays[i];
            }
        }
        System.out.println("最大元素为："+max);
    }
}

For-Each循环

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        for (int array : arrays) {
            System.out.println(array);
        }
    }
}

数组作方法入参

    //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

    //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,j = result.length-1;i < arrays.length;i++,j--){
            result[j] = arrays[i];
        }
        return result;
    }

多维数组

多维数组可以看作是数组的数组,比如二维数组就是一个特殊的一堆数组,其中每一个元素都是一个一堆数组

二维数组:

int a[][] = new int[2][5];

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] array = {{1,2},{3,4}};
        //printArray(array[0]);
        //System.out.println(array[1][0]);
        //System.out.println(array[1][1]);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array.length; j++){
                System.out.println(array);
            }
        }
    }
}

Arrays类

数组的工具类java.util.Arrays

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方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,999,8080,404};
        //打印数组元素
        //System.out.println(Arrays.toString(a));
        //对数组中的元素进行排序
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.fill(a,2,4,0);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
}

冒泡排序

冒泡排序:两层循环,外层冒泡轮数,里层依次比较

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,5,6,8,99,66,33,7};
        int[] sort = sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(sort));

    }

    //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，都会产生一个最大或最小的数字
    //3.下一轮可以少一次排序
    //4.依次循环，直到结束
    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;//通过flag标识位减少没有意义的比较
            //内层循环，比较两个数，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;

    }
}

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,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

案例:

public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个二维数组 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("===========================");
        //转换为稀疏数组保存
        //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("有效值的个数为："+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 : array3){
            for (int anInt : ints){
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}