Java数组
数组
数组概述
- 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。
- 语法格式：
dataType[] arrayRefVar;//首选方法
或
dataType arrayReVar[];//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。
- 语法格式：
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySiza]
- 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
Demo01
package 数组创建;
//Array
public class Demo01 {
//变量的类型 变量的名字 = 变量的值；
//数组的声明：1.在类型后加[] 2.在变量的名字后加[]
//可以把数组学习作为一种类型，数组类型。
public static void main(String[] args) {
int[] nums;//1.声明一个数组
nums = new int[10];//2.创建一个数组，可以存放10个int类型的的数字
//3.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[10]);
/*计算所有元素的和
int sum =0;
//获取数组长度：array.length
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum = sum+nums[i];
}
System.out.println("总和为："+sum);*/
}
}
Demo02
package 数组创建;
//三种初始化
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
//静态初始化:创建 + 赋值
int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
System.out.println(a[0]);
//动态初始化:包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[0] = 10;
System.out.println(b[0]);
}
}
内存分析
- java内存分析：
- 写代码画图分析
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)};
int[] arr =new int[]{1,2,3,4,5};
- 动态初始化
int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
int[] arr = new int[3];
int arr[] = new int[3];
-
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相同的方式被隐式初始化。
-
数组遍历：就是将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。
- for循环遍历方式：
public static void main(String[] args) { int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } }- for...each遍历方式：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i : arr) {
System.out.println(i);
}
}
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]);
}
-
ArraylndexOutOfBandsException: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
- 数组的长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutofBands
数组使用
-
普通的for循环
-
For-Each循环
-
数组作方法入参
-
数组作返回值
-
反转数组
- 实现代码如下：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
/*循环中定义变量min=0最小索引 max=arr.length‐1最大索引
min++,max‐‐
*/
for (int min = 0, max = arr.length ‐ 1; min <= max; min++, max‐‐) {
//利用第三方变量完成数组中的元素交换
int temp = arr[min];
arr[min] = arr[max];
arr[max] = temp; }// 反转后，遍历数组
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
Demo01
package 数组使用;
public class Demo01 {
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 = sum+arrays[i];
}
System.out.println(sum);
System.out.println("========================");
//查找最大元素
int max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
if (arrays[i]>max){
max = arrays[i];
}
}
System.out.println("最大值为："+max);
}
}
Demo02
package 数组使用;
//进阶
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//增强for循环
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}
// printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+"");
}
}
//反转数组
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//反转的操作
for (int i = 0,j = result.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
}
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维数组。
- 二维数组语法：
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?
Demo01
package 多维数组;
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};//储存了4行2列数组
/*
1,2 array[0]
2,3 array[1]
3,4 array[2]
4,5 array[3]
*/
//System.out.println(array[0]);//输出:[I@14ae5a5,所以需要借用打印数组元素的方法。
System.out.println(array[2][0]);
System.out.println(array[2][1]);
System.out.println(array.length);
System.out.println(array[0].length);
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j <array[i].length; j++) {
System.out.println(array[i][j]);
}
}
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+"");
}
}
}
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。
Demo01
package Arrays类;
import java.util.Arrays;
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
System.out.println(a);//输出：[I@14ae5a
//打印数组元素:Arrays.toString
System.out.println(Arrays.toString(a));//输出：[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]
printArray(a);
//对数组排序(升序)：Arrays.sort(a);
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
//数组填充：Arrays.fill(); Arrays.fill(a,0)==>把数组a赋值给0
Arrays.fill(a,0);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
//手写Arrays.toString方法:
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.println(a[i]+"]");
}else {
System.out.print(a[i]+", ");
}
}
}
}
冒泡排序
- 总共有八大排序算法，冒泡排序是最出名的排序算法之一。
- 冒泡排序的代码相当简单，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
- 看到嵌套循环，就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)
- 思考：如何优化？
Demo01
package 冒泡排序;
import java.util.Arrays;
public class Demo01 {
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));
}
//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，都会产生一个最大，或者最小的数字
//3.下一轮则可以少一次排序。
//4.以此循环，直到结束。
public static int[] sort(int[] array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断我们这个要走多少次；
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
//array.length-1：如10个数需要比较九次，所以减1
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，比第二个数大，则交换位置;
//交换位置需要借助临时变量。
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
-
是一种数据结构
-
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值，因此记录了很多没有意义的数据。
-
解决：稀疏数组
介绍
- 当一个数组大部分元素位0，或者为同一值时，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，有多少个不同的值
- 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
Demo01
package 稀疏数组;
public class Demo01 {
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();
}
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，存放在稀疏数组中
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[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.读取稀疏数组的值
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
//2.给其中的元素还原它的值
for (int i = 1; i <array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
//3.打印
System.out.println("输出还原的数组");
for (int[] ints : array3) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
浙公网安备 33010602011771号