6.数组
数组
- 数组概述
- 数组声明创建
- 数组使用
- 多维数组
- Arrays类
- 稀疏数组
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的。
- 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。
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。瞎买你是声明数组变量的语法：
dataType[] arrayRefVar;//首选的方法 或 dataType arrayRefVar[];//效果相同，但不是首选方法 -
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
代码
package com.practice.array;
import java.awt.font.NumericShaper;
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[] numbs;//声明一个数组
numbs = new int[10];//创建一个数组
//int[] numbs= new int[10] 声明+创建
//给数组中的元素赋值
numbs[0]=1;
numbs[1]=2;
numbs[2]=3;
numbs[3]=4;
numbs[4]=5;
numbs[5]=6;
numbs[6]=7;
numbs[7]=8;
numbs[8]=9;
numbs[9]=10;
//计算所有元素的和
int sum=0;
//获取数组长度：arrays.length
for (int i = 0; i < numbs.length; i++) {
sum += numbs[i];
}
System.out.println(sum);
}
}
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，数组中的每个元素都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。
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.practice.array;
public class ArrayDemo02{
//变量的类型 变量的名字 = 变量的值
//数组类型
public static void main(String[] args) {
//静态初始化：创建 + 赋值
int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
//Man[] mans = {new Man(),new Man()};
System.out.println(a[0]);
//动态初始化
int[] numbs= new int[10];// 声明+创建
//给数组中的元素赋值
numbs[0]=1;
numbs[1]=2;
numbs[2]=3;
numbs[3]=4;
numbs[4]=5;
System.out.println(numbs[0]);
System.out.println(numbs[9]);
}
}
数组边界
-
下标的合法区间：[0,length-1]，如果越绝就会报错；
public static void main(String[] args){ int[] a = new int[2]; System.out.printil(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
- 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报ArrayIndexOutOfBounds
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
代码1
package com.practice.array;
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("========");
//计算所有元素的的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
sum += arrays[i];
}
System.out.println(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);
}
}
代码2
package com.practice.array;
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//JDk1.5 没有数组下标，获取不到数组下标
// for (int array: arrays) {
// System.out.println(array);
// }
//printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//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]+" ");
}
}
//反转数组
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[] = arrays[i];
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];
- 解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组
代码
package com.practice.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//[4][2] 数组--->面向对象
/*
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}};
//获取数组长度
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.println(array[i][j]);
}
}
}
}
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调用，但API中提供了一个工具类Arrays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.practice.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,8,38,894,684,46849,354};
System.out.println(a);//[I@1b6d3586
//打印数组元素Arrays.toString
//System.out.println(Arrays.toString(a));
//printArray(a);//调用printArray()方法
Arrays.sort(a);//升序
System.out.println(Arrays.toString(a));
//Arrays.fill(a, 0);//数组元素填充为0
Arrays.fill(a, 2,4,0);//数组2~4之间--[2，4），被填充为0
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
//自己写的方法打印数组中的所有元素
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一，一共有八种排序方式
- 冒泡的代码比较简单，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
- 嵌套循环这个算法的时间复杂度为O(n2)
package com.practice.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，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. 依次循环，直到结束！
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,56,6845,44,894,654,8};
int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法以后，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;//优化-----通过flag标识为减少没有意义的比较
//内层循环，比价判断两个数，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]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
flag = true;
}
if (flag == false) {
break;
}
}
}
return array;
}
}
稀疏数组
- 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
- 分析：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的数据。
- 解决：稀疏数组
稀疏数组介绍
- 当一个数组中大部分元素为0，或者为统一值的数组时，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
右边：
第一行：[0] 6表示原始数组有6行；7表示原始数组有7列；8表示有效数字有8个。
第二行：[1] “1”“0”“3”表示第一个有效数字在第0行第三列；“8”表示该数为8。
...
以此类推
代码
package com.practice.array;
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
//创建一个二维数组 11*11 0：表示没有棋子；1：表示黑棋；2：表示白棋
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);
//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;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
for (int j = 0;j < array1[i].length; j++) {
if (array1[i][j]!=0){
count++;//计数
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");
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
System.out.println("输出还原的数组");
//遍历
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
内存分析
- Java内存分析：
- Java内存
- 堆
- 存放new的对象和数组
- 可以被所有线程分享，不会存放别的对象引用
- 栈
- 存放基本变量（会包含这个基本类型的具体数值）
- 引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
- 方法区
- 可以被所有的线程共享
- 包含了所有的class和static变量
- 堆
浙公网安备 33010602011771号