数组概述
- 数组时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
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。下面是声明数组变量的语法:
- dataType[] arrayRefVar; //首先的方法
- 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 Demo01 {
public static void main(String[] args) {
//1.声明一个数组
int[] nums;
//2.创建一个数组
nums = new int[10];
//3.给所有数组元素赋值
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;
//计算数组元素的和,nums.length可以得到数组的长度
int sum = 0;
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum += nums[i];
}
System.out.println("数组元素和为"+sum);
//计算数组元素的和,使用增强for循环
int sum2 = 0;
for (int x:nums) {
sum2 += x;
}
System.out.println("数组元素和为"+sum2);
}
}
三种初始化及内存分配
- 静态初始化
- 动态初始化
- 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
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
//静态初始化: 创建 + 赋值
int[] a = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
System.out.println(a[1]);
//动态初始化：包含默认初始化
int[] b = new int[10];
System.out.println(b[1]);
}
}
数组的四个基本特点
- 长度确定。数组一般被创建。它的大小就是不可改变的
- 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(new创建的对象)，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
- ArrayIndexOutOfBoundsExcption:数组下标越界异常
- 小结:
- 数组是相同类型的有序集合
- 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:ArrayIndexOutOfBoundsExcption
数组的使用
- 普通的For循环
- 增强For循环
- 数组作方法入参
- 数组作为返回值
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
//增强For循环打印数组元素
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//反转数组元素，数组作方法入参，数组作返回值
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[i] = arrays[j];
}
return result;
}
//打印数组元素,以数组作方法入参
public static void printArray(int[] arrays) {
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i] + " ");
}
}
}
多维数组
- 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
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) {
//二维数组
//array.length表示二维数组的长度，array.[].length表示二维数组元素的长度
int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.println(array[i][j]);
}
}
}
}
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调用，但API中提供了一个工具类Arrays供使用，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(注意：是"不用"而不是"不能")
- 具有一下功能：
- 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
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,6446,98944,54,26};
//使用Arrays类里的sort方法对整型数组进行排序
Arrays.sort(a);
//使用Arrays类里的toString方法对整型数组进行打印
System.out.println(Arrays.toString(a));
//使用Arrays类里的fill方法对整型数组进行零填充
Arrays.fill(a,0);
//打印数组
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}
冒泡排序
- 代码如下（含优化）
public class MaoPaoDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,5,64,884,86464,4455,56,12,5};
//将arrays数组进行冒泡排序并新建一个数组maoPaoSort存放
int[] maoPaoSort = maoPaoSort(arrays);
//使用Arrays类里的toString对数组进行打印
System.out.println(Arrays.toString(maoPaoSort));
}
//冒泡排序
public static int[] maoPaoSort(int[] array){
long startTime = System.nanoTime(); //获取开始时间,nanoTime是System类的一个方法
int temp = 0; //中间变量
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) { //array.length-1防止下标越界异常
boolean flag = false; //标志
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;
}
}
if(flag==false){ //如果标志为假，则该次冒泡排序未发生移动
break;
}
}
long endTime = System.nanoTime(); //获取结束时间
System.out.println("冒泡时间："+(endTime-startTime)+"ns");
return array;
}
}
稀疏数组
- 五子棋的应用
- 代码如下:
public class WuZiQiDemo {
public static void main(String[] args) {
//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;
System.out.println("棋盘为：");
//增强for循环输出原始数组--array1
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println(); //换行
}
//将原始数组转换为稀疏数组保存
//1.for循环遍历原始数组，用sum保存棋盘有效棋子个数
int sum = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
if (array1[i][j]!=0){
sum++;
}
}
}
System.out.println("有效值个数为："+sum);
//2.创建一个稀疏数组--array2
int[][] array2 = new int[sum+1][3]; //稀疏数组行数为sum有效值个数+1
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;
//3.for循环遍历原始数组，将棋子保存到稀疏数组中
int count = 0; //count保存稀疏数组的第几个有效棋子
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.增强for循环输出稀疏数组--array2
System.out.println("稀疏数组为：");
for (int[] ints : array2) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println(); //换行
}
//还原为原始数组保存
//1.读取稀疏数组中的行值和列值
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
//2.for循环遍历稀疏数组将有效棋子还原
for (int i = 1; i < array2.length; i++) { //从有效棋子开始遍历
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
//3.增强for循环输出原始数组
System.out.println("原始数组为：");
for (int[] ints : array3) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println(); //换行
}
}
}