数组

数组

  1. 数组概述

    • 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它们。

  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[];

    • 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

    package com.arya.array;
    ​
    public class ArrayDemo01 {
        //变量的类型 变量的名字 = 变量的值；
        //数组类型
        public static void main(String[] args) {
            int[] nums;//1.定义//声明一个数组 没有分配空间
                                     // c c++ :int nums[];
    ​
            nums=new int[10];//2.创建一个数组//这里面可以存放10个int类型的数字
    ​
            //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;
            //获取数组长度：arrays.length
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                sum=sum+nums[i];
    ​
            }
            System.out.println("总和为："+sum);
    ​
        }
    ​
    }

    • 内存分析

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    • 写代码画图分析内存

    • 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。

      package com.arya.array;
      ​
      public class ArrayDemo02 {
          public static void main(String[] args) {
              //静态初始化:创建+赋值
              int[] a={1,2,3,4};
      ​
              //Man[] mans={new Man();new Man()};
      ​
              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;
              b[1]=20;
              b[2]=30;
      ​
              System.out.println(b[0]);
              System.out.println(b[1]);
              System.out.println(b[2]);
              System.out.println(b[3]);
      ​
      ​
          }
      }

      • 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，数组对象本身实在堆中的。

      • 数组边界

        • 下标的合法区间：【0，length-1】,如果越界就回报错；

        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：

          • 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

    • For-Each循环

    • 数组作方法入参

    • 数组作返回值

    package com.arya.array;
    ​
    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);
    ​
        }
    ​
        //反转数组
        public static int[] reverse(int[] arrays){
            int[] result=new int[arrays.length];
            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
        public  static  void  printArray(int[] arrays){
            for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
                System.out.print(arrays[i]+" ");
    ​
            }
        }
    }

  4. 多维数组

    • 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。

    • 二维数组

    int a[][]=new int [2][5];
    package com.arya.array;
    ​
    public class ArrayDemo05 {
        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}};
    ​
            System.out.println(array[0][0]);
            System.out.println(array[0][1]);
    ​
        }
    ​
    }

    • 解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。

    package com.arya.array;

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {

        //[4][2] 面向对象编程
        /*
        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]);

            }
        }
    }

}

    • 思考：多维数组的使用？

    num[1][0];

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  5. Arrays类

    • 数组的工具类java.unit.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。

      package com.arya.array;
      ​
      import java.util.Arrays;
      ​
      public class ArrayDemo06 {
          public static void main(String[] args) {
           int [] a={1,2,3,4,456156,151642,1156123,2,545,23};
              System.out.println(a);//hashcode  [I@1b6d3586
              //打印数组元素
              //System.out.println(Arrays.toString(a));
      ​
              //printArray(a);
      ​
              Arrays.sort(a);//数组进行排序；升序。
              System.out.println(Arrays.toString(a));
      ​
              Arrays.fill(a,2,4,0);//数组填充 2-4之间的数组填充
              System.out.println(Arrays.toString(a));
              Arrays.fill(a,0);//数组填充 全部
              System.out.println(Arrays.toString(a));
              
          }
      ​
          //重复造轮子
          public static void printArray(int[] a){
              for (int i = 0; i < a.length; i++) {
                  if(i==0){
                      System.out.print("[");
                  }else if(i==a.length-1){
                      System.out.print("]");
                  }else
                  System.out.print(a[i]+"，");
              }
          }
      ​
      }

  6. 冒泡排序

    • 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

    • 冒泡的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，江湖中人人尽皆知。

    • 我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O（n2)

    package com.arya.array;
    ​
    import java.util.Arrays;
    ​
    public class ArrayDemo07 {
        public static void main(String[] args) {
    ​
            int[] a={4,2,6,8,5,11,25,37};
            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.每一次比较，都会产生出一个最大，或者最小的数字。
        //3.下一轮则可以少一次排序。
        //4.依次排序，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++) {
                //内层循环，比较判断两个数，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])//符号对换 则从小到大
                    {
                        temp=array[j];
                        array[j]=array[j+1];
                        array[j+1]=temp;
                    }
    ​
                }
    ​
            }
            return array;
        }
    }

    • 思考：如何优化？

      package com.arya.array;
      ​
      import java.util.Arrays;
      ​
      public class ArrayDemo07 {
          public static void main(String[] args) {
      ​
              int[] a = {4, 2, 6, 8, 5, 11, 25, 37};
              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.每一次比较，都会产生出一个最大，或者最小的数字。
          //3.下一轮则可以少一次排序。
          //4.依次排序，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，比较判断两个数，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])//符号对换 则从小到大
                      {
                          temp = array[j];
                          array[j] = array[j + 1];
                          array[j + 1] = temp;
                          flag = true;
                      }
                  }
      ​
                      if (flag == false) {
                          break;
                      }
      ​
                  }
                  return array;
              }
      ​
          }

  7. 稀疏数组→数据结构

    • 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能

    image-20210405162352137

     

    • 分析问题：因为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

    • 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：左边是原始数组，右边是稀疏数组

    image-20210405162328330

     

package com.arya.array;
​
public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个二维数组 11*11 0：无棋子 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();
        }
​
        //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
        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：");
        System.out.println("行   列   值");
        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
        //输出还原的数组
        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();
        }
    }
}
posted @ 2021-04-05 16:24  AAArrya  阅读(148)  评论(0)    收藏  举报