数组初识
数组初识
1. 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
- 其实，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
2. 数组声明创建
- 首先声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是属于数组变量的语法：
dataType[] arrayRefVer;//首选方法
dataType arrayReVer[];//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[] arrayReVer = 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 static void main(String[] args) {
//变量的类型 变量的名字 = 变量的值
//数组类型 声明一个数组
int[] nums;
//int nums2[];
nums = new int[10];//内可以存放十个int类型的数字 0-9的十个下标 创建一个数组
//给数组元素中赋值
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;
System.out.println(nums[5]);//获取到数组元素的大小
//计算所有元素的和
int sum = 0;
//获取数组长度 arrays.length
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum = sum +nums[i];
}
//总和
System.out.println(sum);
}
3. 内存分析
-
Java内存：
-
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；包含了所有的class和static变量
-
...
-
-
三种初始化：
- 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，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 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 其中包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[0]=10;
System.out.println(b[0]);
}
4. 数组的四个基本特点
- 其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的
- 其元素必须是相同类型，不能出现混合类型
- 数组中的元素可以是任意数据类型，包括基本类型和引用类型
- 数组变量属于引用类型，数组也可以看作是对象，数组中的每个元素相当于该元素的成员变量。数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保持原始类型还是其他对象类型，数组对象本身还是在堆中的；
5. 数组的边界问题
- 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]);
}
//报错java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界，超出范围
- 小结：
- 数组是相同数据类型(数据类型可以是任意类型)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：ArrayIndexOutoBounds
6. 数组使用
- 普通for循环使用案例：
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
//打印全部的数组元素
for(int i=0;i< array.length;i++){
System.out.println(array[i]);
}
//计算所有元素的和
int sum = 0;
for(int j=0;j< array.length;j++){
sum=sum+array[j];//不要乱写加数，是数组就全写数组
}
System.out.println("sum="+sum);
//查找最大元素
int max=array[0];
for(int a=1;a< array.length;a++){
if(array[a]>max){
max=array[a];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
- For-Each循环
- 数组做方法入参
- 数组做返回值
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//jdk1.5以上可以如此使用，没有下标 arrays.for
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);//直接遍历数组
}
printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
for(int b=0,c=result.length-1;b< arrays.length;b++,c--){
result[c] = arrays[b];
}
return result;
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.println(arrays[i]+" ");
}
}
7. 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维数组，其每一个元素都是一个一维数组；
- 二维数组：int[] [] a = new int[2] [5],它可看作是一个两行五列的数组；
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}};
//打印数组部分元素
printArray(array[0]);
printArray(array[1]);
System.out.println(array[0][0]);
System.out.println(array[0][1]);
//全部打印出来
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 i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.println(arrays[i]+" ");
}
}
8. Array类
- 数组的工作类java.util.Arrays
- 由于数组对象本身并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
9. 冒泡排序
- 两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较
- 嵌套循环，应该立马就得到时间复杂度为O(n₂)
public static void main(String[] args) {
int[] a={99,88,77,66,55,44,33,22,11,22};
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，就交换位置
//2.每一次比较都会产生一个最大，或者是最小的数字
//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){
//临时变量
int temp=0;
//外层循环，判断要走多少次；
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，比较判断两个数，如果第二个数字比第一个大，则交换位置
//从大往小，从小往大形式一样
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;
}
10. 稀疏数组
- 需求：编写一个五子棋的游戏，有存盘退出和续上盘的功能(二维数组记录棋盘)
- 分析：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
稀疏数组介绍
- 当一个数组大部分元素为零，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（压缩）
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]=2;
//输出原始数组：
System.out.println("输出原始数组：");
for (int[] ints : array1) { //循环打印一行数组元素
for (int anInt : ints) { //循环打印每一行的每一列元素
System.out.print(anInt+"\t");
}
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："+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，存放在稀疏数组里面
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");
}
//还原
System.out.println("还原稀疏数组：");
//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("输出还原数组：");
for (int[] ints : array3) { //循环打印一行数组元素
for (int anInt : ints) { //循环打印每一行的每一列元素
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
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