从头开始学Java—Java数组
Java 数组
说明：1.我这一章节的源码存放在arrays包内。2.点击下载JavaSE-v2.0源码 源码与前章相同，不用重复下载
数组概述
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数组是相同类型的所有数据的集合
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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
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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下标来访问他们
数组声明
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首先必须声明数组变量才能在程序中使用数组
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Java语言使用new操作符来创建数组
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数组的元素是通过索引来访问的，数组索引从0开始
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获取数组长度 arrays.length
内存分析
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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
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栈：存放基本类型变量（包括其具体数值），引用对象的变量（存放这个引用在堆里的具体地址）
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方法区：可以被所有线程共享，包含了所有class和static变量
三种初始化
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静态初始化
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动态初始化
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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
数组的四个基本特点
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数组长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就不可以被改变
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数组元素是相同类型，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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数组变量属于引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每一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]，越界会报错哦
- ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常
数组使用
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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 class UseArrays {
// 数组使用
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
// 普通for循环打印全部数组元素
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
System.out.println("----------------------------------------");
// 增强型for循环，for - each
// arrays.for
// jdk 1.5 以上版本，没有下标，适合打印输出
for (int i : array) {
System.out.println(i);
}
System.out.println("----------------------------------------");
printArray(array);
System.out.println(" ");
System.out.println("----------------------------------------");
int[] reverse = reverse(array);
printArray(reverse);
}
// 数组作为方法入参
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i] + " ");
}
}
// 数组作为返回值
// 反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
for (int i = 0 , j = arrays.length-1; i < arrays.length; i++ , j--) {
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
}
多维数组
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多维数组可以看成是数组的数组，比如二位数组就是特殊的一维数组，其每一个元素都是一维数组
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二维数组
int a[][] = new int[2][5] // 一个两行三列的数组
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
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Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用中可以直接使用类名调用，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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对数组排序：通过sort方法，升序
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比较数组：通过equals方法比较数组中的值是否相等
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查找数组元素：通过binarySearch方法对排序好的数组进行二分法操作
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import java.util.Arrays;
public class JavaUtilArrays {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,6,4,3,7,9};
System.out.println(a);
System.out.println("----------------------------------------");
// 打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println("----------------------------------------");
// 数组元素排序
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println("----------------------------------------");
// 数组填充
Arrays.fill(a,0);
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println("----------------------------------------");
Arrays.fill(a,1,3,9); // 2 到 4 间的元素被 9 填充
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println("----------------------------------------");
}
}
冒泡排序
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冒泡排序是最出名的排序算法之一，一共有8大排序
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可以想象小鲤鱼吐泡泡，最大的泡泡总会跑到最上面
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冒泡排序两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较
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时间复杂度为pow(n,2)
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算法步骤
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比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
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对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
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针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
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持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
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import java.util.Arrays;
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {6,7,3,5,9,1,12,56,0,45,7};
int[] sort = sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
public static int[] sort(int[] array){
int temp ;
// 外层循环，计算要比较多少次
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
// 内层循环，判断两个数，果然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;
}
}
}
return array;
}
}
稀疏数组
稀疏数组是一种数据结构，比如说我想写一个五子棋的游戏，有存盘和续上盘的功能，这个棋盘很大，我们就下了俩子儿，假设我们用数组来记录棋盘，黑棋用1代表，白棋用2代表，然后我们会看到有很多没有下棋的地方，默认值是0，这些默认值为0的地方，我们能不能把他干掉？于是乎，就出现了一种压缩方法：稀疏数组
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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时，可以使用稀疏数组来保存该数组。
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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
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如下图:左边是原始数组，右边是稀疏数组
public class SparseArray {
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("输出原始的数组");
for (int [] ints : array1) {
for (int anInt : ints){
System.out.print(anInt + " ");
}
System.out.println();
}
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);
System.out.println("----------------------------------------");
// 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，将非零的值存入数组里
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];
}
}
}
// 输出稀疏数组
System.out.println("输出数组");
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("还原数组");
// 读取稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
// 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];
}
// 打印
System.out.println("输出还原的数组");
for (int[] ints:array3) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
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