Java数组
1.数组概念
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他们
2.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，但不是首选的方法
- 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 =变量值；
//数组类型
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 +=nums[i];
}
System.out.println("总和为："+sum);
}
}
内存分析
- Java内存分析
- 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，他的元素相当于类的实列变量，因此数组一经分配空间，其中每个元素也被按照实列变量同样的方式被隐式初始化
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]);
//动态初始化：包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[0] = 10;
System.out.println(b[0]);
System.out.println(b[1]);//0
System.out.println(b[2]);//0
System.out.println(b[3]);//0
}
}
数组的四大基本特点
- 其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可以被改变的
- 其元素必须是相同的类型，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；
- 数组下标越界异常java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
- 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
- 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报ArrayIndexOutOfBounds
3.数组使用
- 普通的for循环
- For -Each循环
- 数组作为方法入参
- 数组作为返回值
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]);
}
System.out.println("==================");
//计算所有元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
sum += arrays[i];
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("==================");
//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("max="+max);
}
}
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
// //Jdk1.5 没有下标
// for (int array :arrays ){
// System.out.println(array);
// }
// printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//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]+"");
}
}
//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;
}
}
4.多维数组
- 多维数组可以看成是一个数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一堆数组，其中每个元素都是一个一堆数组
- 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
- 思考：多维数组的使用
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//[4][2]
/*
1,2 arrays[0]
2,3 arrays[1]
3,4 arrays[2]
4,5 arrays[3]
*/
int[][] arrays = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
System.out.println(arrays[2][0]);
System.out.println(arrays[2][1]);
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++) {
System.out.println(arrays[i][j]);
}
}
}
}
5.Arrays类
-
数组的工具类java.util.Arrays
-
由于数组对象本身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
-
查看JDK帮助文档
-
Arrays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（是“不用”，不是“不能”）使用对象来调用
-
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 ArrayDemo06 { public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2,334,345,45234,2213,21,43}; //System.out.println(a);//[I@1b6d3586 //打印数组元素Arrays.toString(a) System.out.println(Arrays.toString(a)); Arrays.sort(a);//排序，升序 System.out.println(Arrays.toString(a)); } }冒泡排序法
- 冒泡法无疑是最出名的排序算法之一，总共有八大排序
- 冒泡的代码还是相当简单，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较
- 我们看到嵌套循环应该立即想到这个算法的时间复杂度为O(n2)
- 思考：如何优化
public class ArrayDemo07 { public static void main(String[] args) { int[] a ={1,23,42,2,43,22,3,41,3}; int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法后，返回一个排序后的数组 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.每次比较就会产生出一个最大或者最小的数字 //3.下一轮测可以少一次排序 //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 flog = false;//通过flog标识减少无意义的比较 //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; flog = true; } } if (flog = false){ break; } } return array; } }
6.稀疏数组
-
需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
使用二维数组记录棋盘（0，1，2）
-
分析问题：因为该二维数组的很多值默认为0，因此记录了很多没有意义的数据
-
解决方法：稀疏数组
稀疏数组介绍
-
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
- 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：左边为原始数组，右边为稀疏数组
public class ArrayDemo08 {
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;
//输出原始的数组
System.out.println("原始的数组为");
for(int[] ints :array1){
for (int anInt: ints){
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
//转换为稀疏数组
//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;
//遍历二位数组，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.给其中的元素还原值
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[1][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();
}
}
}