数组的应用

数组的应用

1.Arrays类

• 数组的工具类 javautil. Arrays
• 数组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 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.gcbeen.array;

import java.util.Arrays;

/**
* @author gcbeen
* 
*/
public class ArrayDemo06 {

    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 2, 3, 4, 9090, 543, 21, 3, 23};

        System.out.println(a);  // 地址值：[I@14ae5a5

        // 打印数组元素Arrays.toString
        System.out.print("系统打印数组方法:");
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        System.out.print("自定义打印数组方法:");
        printfArray(a);

        // 数组排序
        Arrays.sort(a);

        System.out.println(Arrays.toString(a));

        // 数组填充
        Arrays.fill(a, 2, 4, 12);  // 数组下标[2, 4)之间填充12
        System.out.println("数组填充:" + Arrays.toString(a));

        // 数组查找
        int i = Arrays.binarySearch(a, 23);
        System.out.println("查找的元素在数组中的位置:" + i);
    }

    public  static void printfArray(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] + ", ");
            }
        }
        System.out.println();
    }

}

2.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！
• 两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较大小。
• 这个算法的时间复杂度为O(n2)。

package com.gcbeen.array;

import java.util.Arrays;

/**
* @author gcbeen
* 
*/
public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        // 调用排序
        int[] array = {12, 63, 1, 95, 44, 62, 78};
        System.out.println("排序前:" + Arrays.toString(array));
        int[] sort = sort(array);   // 调用自定义冒泡排序函数
        System.out.println("排序后:" + Arrays.toString(sort));

    }
    // 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最小的数。
    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，判断要走多少次;
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {

            boolean flag = false;   // 通过flag标识位减少没有意义的比较

            // 内层循环，比较大小，如果第一个数比第二个数大，交换位置
            for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
                if (array[j] > array[j + 1]) {
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j + 1];
                    array[j + 1] = temp;
                    flag = true;
                }
            }
            if (flag == false) {
                break;
            }
        }
        return array;
    }
}

3.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。

package com.gcbeen.array;

/**
* @author gcbeen
* 
*/
public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建一个二维数组
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        // 输出原始数组
        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);

        // 2.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，存放到稀疏数组
        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++;
                    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.给元素还原值
        // 设置非默认值的元素
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }

        // 3.打印
        System.out.println("输出原始的数组:");

        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}