Java基础之数组
一、数组的概述
1 数组的理解
数组（Array），是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理
2 数组相关的概念
- 数组名
- 元素
- 角标、下标、索引
- 数组的长度
- 元素的个数
3 数组的特点：
1）数组是有序排列的
2）数组属于引用数据类型的变量。数组的元素，既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型
3）创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
4）数组的长度一旦确定，就不能修改
4 数组的分类：
① 按照维度：一维数组、二维数组...
② 按照数组元素的类型：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组
二、一维数组
1 一维数组的声明与初始化
正确方式
// 1. 一维数组的声明和初始化
int num; // 声明
num = 10; // 初始化
int id = 1001; // 声明+初始化
int[] ids;
// 1.1 静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};
// 1.2 动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
String[] names = new String[5];
// 也是正确写法
int[] arr10 = {1,2,3}; // 类型推断，若声明和赋值不在同一行时，不可以省略new int[3]
错误方式
int[] arr1 = new int[];
int[5] arr2 = new int[];
int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};
2 一维数组元素的引用 -- 通过索引的方式调用
// 数组的索引从0开始的，到数组的长度-1结束。
names[0] = "张三";
names[1] = "李四";
names[2] = "王五";
names[3] = "赵六";
names[4] = "靓仔";
3 数组的属性 -- length
System.out.println(names.length);
System.out.println(ids.length);
说明
- 数组一旦初始化，其长度就是确定的。arr.length
- 数组长度一旦确定，就不可修改
4 一维数组的遍历
for (int i = 0; i < names.length; i++) {
System.out.println(names [i]);
}
5 一维数组元素的默认初始化值
- 数组元素是整形：0
-
数组元素是浮点型：0.0 -
数组元素是char型：0或'\u0000'（非'0'） -
数组元素是boolean型：false -
数组元素是引用数据类型：null
6 一维数组的内存解析
三、二维数组
1 如何理解二维数组
数组属于引用数组类型
数组的元素也可以是引用数据类型
一个一维数组A的元素如果还是一个一维数组类型的，则次数组A称为二维数组
2 二维数组的声明与初始化
正确方式
int[] arr = new int[] { 1, 2, 3 };// 一维数组
// 静态初始化
int[][] arr1 = new int[][] { { 1, 2, 3 }, { 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };
// 动态初始化1
String[][] arr2 = new String[3][2];
// 动态初始化2
String[][] arr3 = new String[3][];
int[] arr4[] = new int[][] { { 1, 2, 3 }, { 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };
int arr5[][] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };
错误方式
int[][] arr4 = new int[][2];
int[][] arr5 = new int[][];
int[][] arr6 = new int[3][2] { { 1, 2, 3 }, { 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };
2 二维数组元素的引用 -- 通过索引的方式调用
System.out.println(arr1[0][1]); // 2
System.out.println(arr2[1][1]); // null
arr3[1] = new String[4];
System.out.println(arr3[1][0]); // 若在声明时未指明第二行的元素，会报错
3 数组的属性 -- length
System.out.println(arr1.length);
System.out.println(arr1[0].length);
4 二维数组的遍历
for (int i = 0; i < arr4.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr4[i].length; j++) {
System.out.print(arr4[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
5 二维数组元素的默认初始化值
-
规定：二维数组分为外层数组的元素，内层数组的元素
- int[][] arr = new int[3][4];
- 外层元素：arr[0],arr[1]等
- 内层元素：arr[0][0],arr[1][2]等
-
针对于初始化方式一：int[][] arr7 = new int[3][2];
- 外层元素的初始化值为：地址值
- 内层元素的初始化值为：与一维数组初始化情况相同
-
针对于初始化方式二：String[][] arr9 = new String[3][2];
-
外层元素的初始化值为：null -
内层元素的初始化值为：不能调用，会报错
-
6 二维数组的内存解析
四、数组的常见算法
1.数组的创建于元素赋值
杨辉三角（二维数组）、回形数（二维数组）、6个数，1-30之间随机生成且不重复
/*
* 杨辉三角练习题
* 使用二维数组打印一个10行的杨辉三角
*/
public static void main(String[] args) {
// 1.声明并初始化二维数组
int[][] yangHui = new int[10][];
// 2.给数组的元素赋值
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
yangHui[i] = new int[i + 1];
// 2.1 给首末元素赋值
yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
// 2.2 给每行的非首末元素赋值
// if (i > 1) {
for (int j = 1; j < yangHui[i].length - 1; j++) {
yangHui[i][j] = yangHui[i-1][j-1] + yangHui[i-1][j];
// }
}
}
// 3.遍历二维数组
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
for (int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {
System.out.print(yangHui[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
2.针对于数值型的数组
最大值、最小值、总和、平均数等
/*
* 算法的考查：求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等
*
* 定义一个int型的一维数组，包含10个元素，分别赋值一些随机整数，然后求出所有元素的最大值，最小值，和值，
* 平均值，并输出。
* 要求：所有随机数都是两位数
*
* 提示：
* [0,1)*90->[0,90)+10->[10,100)->[10,99]
* (int)(Math.random()*90+10)
*/
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int)(Math.random() * 90 + 10);
}
// 最大值
int max = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if (max < arr[i]) {
max = arr[i];
}
}
System.out.println("最大值：" + max);
// 最小值
int min = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if (min > arr[i]) {
min = arr[i];
}
}
System.out.println("最小值：" + min);
// 总和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
System.out.println("总和：" + sum);
// 平均值
int avgVaule = sum / arr.length;
System.out.println("平均值：" + avgVaule);
}
3.数组的赋值与复制
int[] array1, array2;
array1 = new int[] {2,3,5,7,11,13,17,19};
3.1 赋值
public static void main(String[] args) {
int[] array1, array2;
array1 = new int[] {2,3,5,7,11,13,17,19};
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
array2 = array1;
System.out.println();
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
if (i % 2 == 0) {
array2[i] = i;
}
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
}
如何理解
将array1保存的数组的地址值赋给了array2，使得array1和array2共同执行堆空间中的同一个数组实体
3.2 复制
/*
* 拓展：修改题目，实现array2对array1数组的复制
*
*/
public static void main(String[] args) {
int[] array1, array2;
array1 = new int[] {2,3,5,7,11,13,17,19};
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
array2 = new int[array1.length];
System.out.println();
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
array2[i] = array1[i];
System.out.print(array2[i] + "\t");
}
}
如何理解
通过new的方式，给array2在堆空间中新开辟了数组的空间，将array1数组中的元素值一个一个的赋值给array2
4.数组的反转
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[] {"jj","dd","mm","bb","gg","aa"};
String[] arr1 = new String[arr.length];
// 数组的反转
for (int i = 0; i < arr.length / 2; i++) {
String temp = arr[i];
arr[i] = arr[arr.length - i - 1];
arr[arr.length - i - 1] = temp;
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
}
5.数组中指定元素的查找：搜索、检索
5.1 线性查找
实现思路：通过遍历的方式，一个一个的数据进行比较、查找。
适应性：具有普遍适用性
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[] {"jj","dd","mm","bb","gg","aa"};
String[] arr1 = new String[arr.length];
String dest = "bb";
boolean isFlag = true;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (dest.equals(arr[i])) {
System.out.println("找到了指定的元素，位置为：" + i);
isFlag = false;
break;
}
}
if (isFlag) {
System.out.println("没有找到");
}
}
5.2 二分法查找
实现思路：每次比较中间值，折半的方式检索
实用性：所要查找的数组必须有序
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[] {"jj","dd","mm","bb","gg","aa"};
String[] arr1 = new String[arr.length];
// 二分法查找 -- 前提：所要查找的数组必须有序
int[] arr2 = new int[] {-98,-34,2,34,65,66,79,105,210,330};
int dest1 = 2;
int head = 0; // 初始的首索引
int end = arr2.length - 1;// 初始的摸索引
boolean isFlag1 = true;
while (head <= end) {
int middle = (head + end) / 2;
if (dest1 == arr2[middle]) {
System.out.println("找到了指定的元素，位置为：" + middle);
isFlag1 = false;
break;
}else if (arr2[middle] > dest1) {
end = middle - 1;
}else {
head = middle + 1;
}
}
if (isFlag1) {
System.out.println("没有找到");
}
}
6.数组的排序
十大排序算法
- 选择排序
- 直接选择排序、堆排序
- 交换排序
- 冒泡排序、快速排序
- 插入排序
- 直接插入排序、折半插入排序、Shell排序
- 归并排序
- 桶式排序
- 基数排序
理解
1）衡量排序算法的优劣
事件复杂度、空间复杂度、稳定性
2）排序的分类：内部排序 与 外部排序（需要借助于磁盘）
3）不同排序算法的时间复杂度
4）手写冒泡排序
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] {43,32,96,-78,0,65,22,5,91,45};
// 冒泡排序
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println();
}
五、Arrays工具类
1.理解
- 定义在java.util包下
- Arrays：提供了很多操作数组的方法
基本使用
public static void main(String[] args) {
// 1.boolean equals(int[] a,int[] b)：判断两个数组是否相等
int[] arr1 = new int[] {1,2,3,4};
int[] arr2 = new int[] {1,3,2,4};
boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
System.out.println(isEquals);
// 2.String toString(int[] a)：输出数组信息
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
// 3.void fill(int[] a, int val)：将指定值填充到数组之中
Arrays.fill(arr1, 10);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
// 4.void sort(int[] a)：对数组进行排序
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
// 5.int binarySearch(int[] a, int key)：二分查找
int[] arr3 = new int[] {43,32,96,-78,0,65,22,5,91,45};
Arrays.sort(arr3);
System.out.println(Arrays.toString(arr3));
int index = Arrays.binarySearch(arr3,96);
System.out.println(index);
}
六、数组的常见异常
1.数组角标越界异常：ArrayIndexOutOfBoundsException
int[] arr = new int[] {1,3,5,7};
// for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
// System.out.println(arr[i]);
// }
// System.out.println(arr[-2]);
2.空指针异常：NullPointerException
// 情况一
int[] arr1 = new int[] {1,3,5,7};
arr1 = null;
// System.out.println(arr1[0]);
// 情况二
int[][] arr2 = new int[4][];
// System.out.println(arr2[0][0]);
// 情况三
String[] arr3 = new String[] {"jj","kk","ss"};
// arr3[0] = null;
System.out.println(arr3[0].toString());
小知识：一旦程序出现异常，未处理时，就终止执行
浙公网安备 33010602011771号