一、数组的定义
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数组是相同数据类型的有序集合。
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数组描述的是相同类型的若干数据，按照一定先后次序排列组合而成。
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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。
二、数组的声明和创建
- 必须先声明数组变量才能在程序中使用数组。
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语法:
dataType[] arrayRefVar;//首选方法 dataType arrayRefVar[];//效果相同，不是首选方法
- java语言使用new操作符来创建数组
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语法:
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arratSize];
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数组元素是通过索引访问的，数组索引是从0开始。
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获取数组长度:
arrays.length
- 案例:
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;
//计算所有元素的和
int sum = 0;
//获取数组的长度:nums.length
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum+=nums[i];
}
System.out.println("所有元素的和为:"+sum);
}
小结(数组对象的四个基本特点)
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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。
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其元素一定是相同类型，不允许出现混合类型。
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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
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数组变量属引用类型，数组也可以看成对象，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，因此数组无论是保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中
三、内存分析
- java内存分析
四、三种初始化
- 静态初始化
int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,3)}
- 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。
- 案例：初始化
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
int[] b = new int[10];
b[0] = 10;
System.out.println(b[0]);
}
五、数组边界
- 下标合法区间:[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]);
}
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常！
- 小结：
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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
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数组也是对象。数组元素相当于对象的成员变量。
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数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsException
六、数组使用
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普通的for循环
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for-each循环
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数组作方法入参
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数组作返回值
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.print(array+"\t");
}
System.out.println();
System.out.println("==================================");
printArray(arrays);
System.out.println();
System.out.println("==================================");
int[] results = reverse(arrays);
printArray(results);
}
//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//反转操作
for (int i = 0,j=result.length-1; i <arrays.length ; i++,j--) {
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
//打印数组元素的方法
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+"\t");
}
}
七、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][3];
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解析:二维数组a可以看成一个两行三列的数组
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案例：
public static void main(String[] args) {
//[4][2]
/*
1,2 array[0]
2,3 array[1]
3,4 array[2]
4,5 array[3]
*/
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]);
}
}
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrays){
for (int array : arrays) {
System.out.print(array + "\t");
}
}
八、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提供给我们调用，但API中提供一个工具类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，而"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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对数组进行排序: 通过sort方法，按升序。
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比较数组: 通过equals方法比较数组中的元素是否相等。
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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。
- 案例一:打印数组元素
public static void main(String[] args) {
int[] a={12,3245,55,78,45,4,5,97,57,6,656,654,687};
System.out.println(a);//[I@1b6d3586
Arrays.sort(a);//给数组进行排序，升序
//打印数组元素Arrays.toString
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,2,4,0);
printArray(a);
}
public static void printArray(int[] a){
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
if (i == 0){
System.out.print("[");
}
if (i == a.length-1){
System.out.print(a[i]+"]");
}else {
System.out.print(a[i]+", ");
}
}
}
九、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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冒泡排序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，江湖中人人皆知。
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我们看到嵌套循环，应该立马可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2).
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思考：如何优化？
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案例：冒泡排序
public static void main(String[] args) {
//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，我们就交换位置
//2.每一次比较，都会产生出一个最大，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！
int[] a = {1,2,3,4,546,5,67,8645,564,32,4,58,9,234,456,8};
int[] sort = sort(a);
printSort(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，比较判断俩个数，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] > array[j+1]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
flag = true;
}
}
if (flag == false){
break;
}
}
return array;
}
public static void printSort(int[] sort){
for (int i = 0; i < sort.length; i++) {
if (i == 0){
System.out.print("[");
}
if (i == sort.length-1){
System.out.print(sort[i]+"]");
}else {
System.out.print(sort[i]+", ");
}
}
}
十、稀疏数组
- 需求
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编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
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分析问题: 因为二维数组的很多值默认是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
- 稀疏数组介绍：
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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同时，可以使用稀疏数组来保存数组。
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稀疏数组处理的方式是：
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记录数组一共几行几列，有多少个不同的值
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把具有不同值的元素和行列及值记录在一个小规模数组中，从而缩小程序的规模。
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- 案例：稀疏数组
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]=1;
//输出原始的数组
System.out.println("输出原始的数组");
for(int[] array : array1){
for (int arrays : array){
System.out.print(arrays+"\t");
}
System.out.println();
}
System.out.print("================================");
System.out.println();
//转换为稀疏数组保存
//获取有效值个数
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("有效的值个数:"+sum);
//2.创建一共稀疏数组的数组
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，存放在稀疏数组中
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; //行
array2[count][1] = j; //列
array2[count][2] = array1[i][j]; //值
}
}
}
//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
for(int[] array : array3){
for (int arrays : array){
System.out.print(arrays+"\t");
}
System.out.println();
}
}
