数组

数组

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，每一个数据称为一个数组元素，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
dataType arrayRefVar[];     //为了方便C和C++用户

• 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。

int[] numbers = new int[10];    //声明数组
/*
    声明数组可以写成
    int[] numbers;
    numbers = new int[10];
*/
//赋值
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    numbers[i] = i + 1;
}
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println("numbers[" + i +"]=" + numbers[i]);
}

//计算元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    sum += numbers[i];
}
System.out.println("总和为:" + sum);

内存分析

三种初始化

• 静态初始化

int[] a = {1,2,3};
Man[] men = {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，其中的每个元素也都被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

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，数组对象本身是在堆中的。
• 下标的合法区间:[0,length-1]，如果月结就会报错。
• ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常!
• 总之:
      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。

数组使用

public static void main(String[] args) {
    int[] arrays = {1,2,3,4,5};
    //for-each循环
    for (int array : arrays) {
        System.out.print(array + " ");
    }
    printArray(arrays);
    for (int array : reverse(arrays)) {
        System.out.print(array + " ");
    }
}

//打印数组元素
public static void printArray (int[] arrays){
    for (int array : arrays) {
        System.out.print(array + " ");
    }
}
//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;
}

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];
//a为一个两行五列的数组

//遍历二维数组
int[][] arrays = {{1,2},{2,67},{6,90}};
for (int[] ints : arrays) {
    for (int anInt : ints) {
        System.out.println(anInt);
    }
}

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，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 static void main(String[] args) {
    int[] a = {7,85,27,93,101,55};
    //打印数组元素
    System.out.println(Arrays.toString(a));
    //数组进行排序
    Arrays.sort(a);
    System.out.println(Arrays.toString(a));
    //数组填充
    Arrays.fill(a,0,2,0);
    System.out.println(a);
}

冒泡排序

• 冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一。
  
• 冒泡排序的代码很简单，两层循环，外层冒泡轮数，里层依此比较，算法的时间复杂度为O(n²)。

public static void main(String[] args) {
    int[] a = {1,4,5,72,25,57};
    System.out.println(Arrays.toString(sort(a)));
}
public static int[] sort(int[] a){
    int temp = 0;
    for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
        boolean flag = false;
        for (int j = 0; j < a.length - 1 - i; j++) {
            if(a[j+1] > a[j]){
                temp = a[j];
                a[j] = a[j + 1];
                a[j + 1] = temp;
                flag =true;
            }
        }
        if (!flag){
            break;
        }
    }
    return a;
}

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为:
      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。