Java 数组（什么是数组，数组的声明和创建，内存分析，三种初始化，数组的四个基本特点，数组边界，数组使用，多维数组，冒泡排序，Arrays 类，稀疏数组，稀疏数组的介绍）
什么是数组
◆ 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向它们。
数组的声明和创建
◆ 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：
◆ Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：
数据类型+[] 表示它是这个类型的数组
new这样类型数组，要给他分配一个初始的大小
◆ 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：
package com.kuang.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.声明一个数组（定义）
//int nums2[];
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，就是开辟了一片空间
//int[] nums = new int[10];
//3.给数组元素中赋值,若没赋值，int类型默认是0；
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：arrays.length
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum = sum + nums[i];
}
System.out.println("总和为："+ sum);
//结果：总和为：55
}
}
内存分析
◆ Java内存分析
◆写代码画图分析内存
常见的错误：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10 数组下标越界
三种初始化
◆ 静态初始化
◆ 动态初始化
◆ 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，其中的每个素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化.
package com.kuang.array;
public class ArrayDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//静态初始化: 创建 + 赋值
int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8};
System.out.println(a[0]);
//引用类型
Man[] mans = {new Man(),new Man()};
//动态初始化:包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[0] = 10;
System.out.println(b[0]);
System.out.println(b[1]);
System.out.println(b[2]);
/*
结果：1
10
0
0
*/
}
}
package com.kuang.array;
public class Man {
}
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。
◆ 数组变量属于引用类型，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。
数组边界
◆下标的合法区间：[0，length-1]，如果越界就会报错；
◆ ArraylndexOutofBoundsException：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
-
数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutofBounds
package com.kuang.array;
public class ArrayDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//静态初始化: 创建 + 赋值
int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8};
System.out.println(a[0]);
for (int i = 0; i <= a.length; i++) {//如果加个=，就会报错：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 8
System.out.println(a[i]);
}
}
}
数组使用
◆ 普通的For循环
◆ For-Each 循环
◆ 数组作方法入参
◆ 数组作返回值
package com.kuang.array;
//普通for循环
public class ArrayDemo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印全部的数组元素
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.println(arrays[i]);
}
System.out.println("==============");
//计算所以元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
sum = sum + arrays[i];
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("==============");
//查找最大元素
int max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
if (arrays[i]>max){
max = arrays[i];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
}
package com.kuang.array;
//For-Each 循环
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) {//快捷键：arrays.for
System.out.println(array);
}
}
}
package com.kuang.array;
/*
数组作方法入参
数组作返回值
*/
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//打印数组元素 **数组作方法入参**
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}
//反转数组 //返回一个数组 **数组作返回值**
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//反转的操作
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
◆ 解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。
◆ 思考：多维数组的使用?
package com.kuang.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}};
//printArray(array[0]);//结果：1 2
//System.out.println(array[2][0]);//结果：3
//System.out.println(array[2][1]);//结果：4
//System.out.println(array.length);//结果：4
//System.out.println(array[0].length);//结果：2
/*
思路：
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);//是个数组
}
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.println(array[i][j]);
}
*/
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.println(array[i][j]);
}
}
/*
结果： 1
2
2
3
3
4
4
5
*/
}
//打印数组元素 **数组作方法入参**
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}
}
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，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.kuang.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
System.out.println(a);//这是一个 hashcode：[I@1540e19d
//打印数组元素 Arrays.toString
System.out.println(Arrays.toString(a));
//结果：[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]
printArray(a);
//结果：[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]
//数组进行排序:升序
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
//结果：[1, 2, 3, 3, 4, 21, 23, 543, 9090, 31231]
//数组填充
//Arrays.fill(a,0);
Arrays.fill(a,2,4,0);//2~4填充为0
//结果：[1, 2, 0, 0, 4, 21, 23, 543, 9090, 31231]
System.out.println(Arrays.toString(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]+", ");
}
}
}
}
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)。
◆ 思考：如何优化？
package com.kuang.array;
//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.依次循环，直到结束！
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
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));
}
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，比较两个数字，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]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
flag = true;//只要里面排过序，flag就为true
}
}
if (flag==false){
break;
}
}
return array;
}
//结果：
// 当 array[j+1]>array[j]) 时
// [72, 25, 7, 6, 6, 5, 4, 2, 2, 2, 1]
//
// 当 array[j+1]>array[j]) 时
// [1, 2, 2, 2, 4, 5, 6, 6, 7, 25, 72]
//
}
稀疏数组
数据结构的思想
◆ 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
◆ 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。
对该数组进行压缩
◆ 解决：稀疏数组
稀疏数组的介绍
◆ 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 。
[0] 6 7 8 ：意思是数组是六行七列，有八个不同的值
稀疏数组：记录有效坐标，记录原始坐标的大小以及他的有效值，然后记录每个值的坐标，然后就变成一个新的数组了
package com.kuang.array;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
public class ArrayDemo08 {
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();
}
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，存放稀疏数组中
int count = 0;//起计数的作用
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]];//原数组几行几列
//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];//元素的第几行第几列 元素的值
}
//3. 打印
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();
}
}
/*
结果：
输出原始的数组:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
=================
有效值的个数:2
稀疏数组
11 11 2
1 2 1
2 3 2
=================
还原
输出还原的数组:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
*/
}
浙公网安备 33010602011771号