Java基础之数组

Java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：

  dataType[] arrayRefVar; //首选的方法
  
  dataType arrayRefVar[]; //效果相同，是为了学习C语言的人更方便的使用，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

  int[] nums;//声明一个数组
  nums = new int[10];//创建一个数组
  //给数组元素中赋值
  nums[0]=1;
  nums[1]=2;
  ...
  

数组的四个基本特点

• 其长读是确定的。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；
• ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常！

多维数组

• 多为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];
  

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。
• 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（不是不能）
• 具有以下常用功能：
  • 给数组赋值：fill方法
  • 对数组排序：sort方法，升序排序
  • 比较数组：equals方法比较数组中元素值是否相等
  • 查找数组元素：binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

冒泡排序

• 共有八大排序，其中冒泡排序是最有名的排序算法之一。
• 冒泡排序的结构是两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。

public static void main(String[] args) {
        
    }

    //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
    public static int[] sort(int[] array){
        //临时变量
        int temp = 0;

        //外层循环，判断偶们要走多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换位置
            for (int j = 0; j < array.length-i; j++) {
                if(array[j]>array[j+1]){
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }

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，可以用稀疏数组来保存该数组。
• 稀疏数组的处理方式：
  • 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
  • 把具有不同值得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

 public static void main(String[] args) {
        //建立一个二维数组 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;
        //输出原始数组
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }

        //转换为稀疏数组
        //计算有效值数量
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            for (int i1 = 0; i1 < array1[i].length; i1++) {
                if (array1[i][i1]!=0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        //建立第二个二维数组来存放稀疏数组
        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，将非零的值存放在稀疏数组中
        int count=0;
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            for (int i1 = 0; i1 < array1[i].length; i1++) {
                if (array1[i][i1]!=0){
                    count++;
                    array2[count][0]=i;
                    array2[count][1]=i1;
                    array2[count][2]=array1[i][i1];
                }
            }
        }
        //打印稀疏数组
        for (int[] ints : array2) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }

        //将稀疏数组还原
        //读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]]=array2[i][2];
        }
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }