Java数组

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他们。

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。下面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
  

内存分析

• Java内存分析：

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。

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；

  public static void main(String args){
      int[] a = new int[2];
      System.out.println(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
  • 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则会报错。

数组的使用

• For-Each循环
• 数组作方法入参
• 数组作返回值

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。

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。

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）

  //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<数组.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<数组.length-1-i;j++){
      if(array[j+1]>array[j]){
          temp = array[j];
          array[j] = array[j+1];
          array[j+1] = temp;
      }
  }    
  }
  

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。

• 分析问题：因为该二维数组的很多值是默认0，因此记录了很多没有意义的数据。

• 解决：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