Java基础系列（4）- 数组
数组的概述
- 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。 - 数组的常见概念
-
数组名
-
下标(或索引)
-
元素
-
数组的长度
- 数组本身是
引用数据类型，而数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和引用数据类型。 - 创建数组对象会在内存中开辟一整块
连续的空间，而数组名中引用的是这块连续空间的首地址。 - 数组的
长度一旦确定，就不能修改。 - 我们可以直接通过下标(或索引)的方式调用指定位置的元素，速度很快.
数组的分类：
-
按照维度：一维数组、二维数组、三维数组、…
-
按照元素的数据类型分：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组(即对象数组)
一维数组的使用
声明
一维数组的声明方式：type var[] 或 type[] var
例如：
int a[];
int[] a1;
double b[];
String[] c; //引用类型变量数组
Java语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的数)， 例如： int a[5]; //非法
初始化
动态初始化：数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行
int[] arr = new int[3];
arr[0] = 3;
arr[1] = 9;
arr[2] = 8;
String names[];
names = new String[3];
names[0] = “钱学森”;
names[1] = “邓稼先”;
names[2] = “袁隆平”;
静态初始化：在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。
int arr[] = new int[]{ 3, 9, 8};
或
int[] arr = {3,9,8};
String names[] = {“李四光”,“茅以升”,“华罗庚” }
数组元素的引用
-
定义并用运算符
new为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素； -
数组元素的引用方式：数组名[数组元素下标] ：
- 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
数组元素下标从0开始；长度为n的数组合法下标取值范围: 0 -> n-1；如int a[]=new int[3]; 可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]
-
每个数组都有一个属性
length指明它的长度，例如：a.length指明数组a的长度(元素个数)- 数组一旦初始化，其长度是不可变的
package com.atguigu.helloworld;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
String[] names = new String[] {"z中angsan","lizi","sad","er","fhd"};
for(int i = 0; i<names.length;i++) {
System.out.println(names[i]);
}
}
}
数组元素的默认初始化值
数组是引用类型，它的元素`相当于类的成员变量`，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。例如：
public class Test {
public static void main(String argv[]){
int a[]= new int[5];
System.out.println(a[3]); //a[3]的默认值为0
}
}
| 数组元素类型 | 元素默认初始值 |
|---|---|
| byte | 0 |
| short | 0 |
| int | 0 |
| long | 0L |
| float | 0.0F |
| double | 0.0 |
| char | 0或写为：'\u0000'（表现为空） |
| boolean | false |
| 引用类型 | null |
数组的内存解析
内存的简化结构
案例一
升景坊单间短期出租4个月，550元/月（水电煤公摊，网费35元/月），空调、卫生间、厨房齐全。
屋内均是IT行业人士，喜欢安静。所以要求来租者最好是同行或者刚毕业的年轻人，爱干净、安静
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[] { 8, 2, 1, 0, 3 };
int[] index = new int[] { 2, 0, 3, 2, 4, 0, 1, 3, 2, 3, 3 };
String tel = "";
for (int i = 0; i < index.length; i++) {
tel += arr[index[i]];
}
System.out.println("联系方式：" + tel);
}
}
案例二
从键盘读入学生成绩，找出最高分，并输出学生成绩等级。
成绩>=最高分-10 等级为’A’
成绩>=最高分-20 等级为’B’
成绩>=最高分-30 等级为’C
其余 等级为’D’
提示：先读入学生人数，根据人数创建int数组，存放学生成绩。
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
// 1.使用Scanner，读取学生个数
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入学生人数：");
int number = scanner.nextInt();
// 2.创建数组，存储学生成绩：动态初始化
int[] scores = new int[number];
// 3.给数组中的元素赋值
System.out.println("请输入" + number + "个学生成绩：");
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
scores[i] = scanner.nextInt();
}
// 4.获取数组中的元素的最大值：最高分
int maxScore = 0;
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
if (maxScore < scores[i]) {
maxScore = scores[i];
}
}
// 5.根据每个学生成绩与最高分的差值，得到每个学生的等级，并输出等级和成绩
char level;
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
if (maxScore - scores[i] <= 10) {
level = 'A';
} else if (maxScore - scores[i] <= 20) {
level = 'B';
} else if (maxScore - scores[i] <= 30) {
level = 'C';
} else {
level = 'D';
}
System.out.println("student" + i + " score is" + scores[i] + ",grade is"+ level);
}
}
}
多维数组的使用
动态初始化1：
int[][] arr = new int[3][2];
-
定义了名称为arr的二维数组
-
二维数组中有3个一维数组
-
每一个一维数组中有2个元素
-
一维数组的名称分别为
arr[0], arr[1], arr[2] -
给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：
arr[0][1] =78;
动态初始化2：
int[][] arr = new int[3][]
-
二维数组中有3个一维数组。
-
每个一维数组都是默认初始化值null (注意：区别于格式1）
-
可以对这个三个一维数组分别进行初始化
arr[0] = new int[3];
arr[1] = new int[1];
arr[2] = new int[2];
注：
int[][]arr = new int[][3]; //非法
静态初始化：
int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};
-
定义一个名称为arr的二维数组，二维数组中有三个一维数组
-
每一个一维数组中具体元素也都已初始化
-
第一个一维数组 arr[0] = {3,8,2};
-
第二个一维数组 arr[1] = {2,7};
-
第三个一维数组 arr[2] = {9,0,1,6};
-
第三个一维数组的长度表示方式：arr[2].length;
注意特殊写法情况：int[] x,y[]; x是一维数组，y是二维数组。
Java中多维数组不必都是规则矩阵形式
数组的简写
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}
简写成
int[] arr = {1,2,3,4,5}
int[][] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}
int[][] arr = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}
练习
int[][] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}}
// 获取数组的长度
System.out.println(arr.length); //3
System.out.println(arr[0].length); //3
System.out.println(arr[1].length); //4
//如何遍历二维数组
for(int i = 0; i < arr.length; i++){
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++){
System.out.print(arr[i][j] + " ");
}
System.out.println(); //换行的作用
}
数组元素的默认初始化值
int[][] arr = new int[4][3];
System.out.println(arr[0]); //[I@15db9742 是个地址值
System.out.println(arr[0][0]); //0
System.out.println(arr); //[[I@6d06d69c 两个 [[ ，说明是个二维数组值
float[][] arr1 = new float[4][3];
System.out.println(arr1[0]); //[F@15db9357 是个地址值 这里是F
System.out.println(arr1[0][0]); //0.0
String[][] arr2 = new String[4][3];
System.out.println(arr2[0]); //[Ljava.lang.String;@6782e345
System.out.println(arr2[1][1]); //null
double[][] arr3 = new double[4][];
System.out.println(arr3[1]); //null 不管是double还是其他的类型都是null，因为还没有指定
二维数组的内存解析
杨辉三角
package firstpackage;
import javax.xml.transform.stream.StreamSource;
public class YangHui {
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 给首末元素幅值1
yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
//2.2 给每行的非首末元素幅值
//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();
}
}
}
Arrays 工具类的使用
在 Java 编程语言中，java.util.Arrays 类是一个包含用于操作数组（例如排序和搜索）的各种方法的工具类。这个类作为 Java 核心库的一部分，提供了一系列静态方法来处理数组，包括原始数据类型数组和对象数组。
Arrays 类的常用方法
Arrays 类提供了多种方法来执行数组操作，这些操作包括但不限于：
排序：Arrays.sort() 方法可以对数组进行排序。它有多个重载版本，可以对不同类型的数组进行排序，包括整数、字符串和自定义对象，只要这些对象实现了 Comparable 接口或者提供了 Comparator。
搜索：Arrays.binarySearch() 方法用于在已排序的数组中搜索特定的元素，并返回其索引位置。如果元素未找到，则返回一个负数。
比较：Arrays.equals() 方法用于比较两个数组的内容是否相等。
复制：Arrays.copyOf() 和 Arrays.copyOfRange() 方法用于复制数组的一部分或全部内容到一个新的数组。
填充：Arrays.fill() 方法用于将指定的值分配给数组的每个元素。
转换：Arrays.toString() 和 Arrays.deepToString() 方法用于将数组转换为字符串表示，便于打印和调试。
import java.util.Arrays;
public class ArraysExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个整数数组
int[] numbers = {3, 2, 5, 4, 1};
// 对数组进行排序
Arrays.sort(numbers);
// 在数组中搜索元素
int index = Arrays.binarySearch(numbers, 4);
// 检查两个数组是否相等
int[] numbers2 = {1, 2, 3, 4, 5};
boolean areEqual = Arrays.equals(numbers, numbers2);
// 复制数组
int[] copiedNumbers = Arrays.copyOf(numbers, numbers.length);
// 填充数组
Arrays.fill(copiedNumbers, 0);
// 将数组转换为字符串
String arrayString = Arrays.toString(numbers);
}
}
使用 java.util.Arrays 类时，需要注意以下几点：
在使用 binarySearch() 方法之前，必须确保数组已经排序，否则结果是不确定的。
sort() 方法对于原始类型数组使用的是快速排序算法，对于对象数组使用的是归并排序算法。
equals() 方法在比较两个数组时，会考虑数组中元素的顺序。如果两个数组包含相同的元素但顺序不同，equals() 方法将返回 false。
copyOf() 和 copyOfRange() 方法在复制数组时，如果目标数组的长度大于源数组，多出的部分将被填充为默认值（例如，对于整数数组是 0）。
java.util.Arrays 类是 Java 开发者在处理数组时的重要工具，它简化了数组操作的复杂性，并提高了代码的可读性和效率。
浙公网安备 33010602011771号