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
package com.tang.array;
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[]nums;//1 定义声明一个数组
nums = new int[10];//2.创建一个数组这里面可以存放10个int类型的数字
//给数组元素中赋值
nums[0]=1;
nums[1]=2;
nums[2]=3;
nums[3]=4;
nums[4]=5;
nums[5]=6;
nums[6]=7;
nums[7]=8;
nums[8]=9;
nums[9]=10;
System.out.println(nums[0]);
System.out.println(nums[9]);
//计算所有元素的和
int sum =0;
//获取数组长度
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum= sum + nums[i];
}
System.out.println("总和为："+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。
内存分析
Java内存--------1堆（存放new的对象和数组
可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用
-----------2栈 （存放基本变量类型（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）
----------3方法区 可以被所有的线程共享
包含了所有的class和static变量
-
写代码画图分析内存！
数组的三种初始化
-
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.tang.array;
public class ArrayDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//静态初始化:创建+赋值
int[]a ={1,2,3,4,5,6,7,8,};
System.out.println(a[0]);
//动态初始化
int[]b = new int [10];
b[0]=10;
b[1]=9;
System.out.println(b[1]);
System.out.println(b[0]);
}
}
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
-
-
package com.tang.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("==============================");
//计算所有元素的和
int sum =0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
sum += arrays[i];
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("============================");
//查找最大元素
int max =arrays[0];
for (int i1 = 1; i1 < arrays.length; i1++) {
if (arrays[i1]>max){
max= arrays[i];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
}
}
-
For-Each循环
-
数组作方法入参
-
数组作返回值
多维数组
-
多维数组可以看成数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一堆数组，其每一个元素都是一个一堆数组。
-
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。
-
思考：多维数组的使用？
num[1][0];package com.tang.array;
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//4行2列
/*
1，2 array[0]
2，3a array[1]
3，4 array[2]
4，5 array[3]
*/
int[][] array ={{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
System.out.println(array[0][0]);
System.out.println(array[0][1]);
System.out.println(array[2][0]);
System.out.println("======================");
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。
-
package com.tang.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a ={1,2,3,4,9090,3123,5654,21,3,12};
System.out.println(a);//[I@1b6d3586
//打印数组元素Arrays.toString
System.out.println(Arrays.toString(a));
printArray(a);
System.out.println();
Arrays.sort(a);//数组进行排序：升序
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,2,4,0);//数组填充
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
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，总共有八大排序！
package com.tang.array;
//冒泡排序
//1比较数组中，两个相邻的元素，如果第一给数比第二个数大，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，知道结束！
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a={1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
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));//排序打印
}
public static int[] sort(int[]array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断我们要走多少次；
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给数大，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;
}
}
}
return array;
}
}
-
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，江湖中人人尽皆知。
-
我们看到嵌套循环，应该立马得出这个算法的时间复杂度为0（n2）。
-
思考：如何优化？
package com.tang.array;
//冒泡排序
//1比较数组中，两个相邻的元素，如果第一给数比第二个数大，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，知道结束！
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a={1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
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));//排序打印
}
public static int[] sort(int[]array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断我们要走多少次；
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，比较判断两个数，如果第一个数比第二给数大，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。
-
分析问题：因为该二维数组的很多值默认值0，因此记录了很多没有意义的数据。
-
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
-
0 0 0 22 0 0 15 | 行（row） 列（col） 值（value） 0 11 0 0 0 17 0 | [0] 6 7 8 0 0 0 -6 0 0 0 | [1] 0 3 22 0 0 0 0 0 39 0 | [2] 0 6 15 91 0 0 0 0 0 0 | [3] 1 1 11 0 0 28 0 0 0 0 | [4] 1 5 17 | [5] 2 3 -6 | [6] 3 5 39 | [7] 4 0 91 | [8] 5 2 28 -
package com.tang.array;
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
//1创建一个二维数组 11 * 11 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();
/*
输出原始的数组
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
*/
}
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
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++;
array2[count][0]=i;
array2[count][1]=j;
array2[