JavaSE学习笔记04-Java数组

数组概述

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。

  • 获取数组的长度：

    arrays.length

  • 示例

    public class ArrayDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 声明一个数组
        int[] nums;
        //2. 创建一个数组
        nums = new int[10];
        //3. 给数组元素赋值
        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;

        //未赋值的，使用int类型默认值
        System.out.println(nums[9]);
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum = sum + i;
        }
        System.out.println(sum);

    }
}

三种初始化及内存分析

数组三种初始化

  • 静态初始化

    int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

  • 动态初始化

    //包含默认初始值
int[] b = new int[10];
//动态初始化
b[0] = 10;

  • 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。

内存分析

  • 数组的创建及初始化内存分析

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数组的基本特点

  • 其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小是不可以改变的。
  • 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。
  • 数组变量属于引用类型，数组也是对象，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
  • 数组下标合法区间：[0, length -1]，如果越界就会报错 ArrayIndexOutOfBoundsException

数组的使用

public class ArrayDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};

        //JDK 1.5 增强型for循环，for-each,获取不到下标
        for (int array : arrays) {
            System.out.println(array);
        }
        System.out.println("=================");
        //数组作入参
        printArrays(arrays);
        //数组作返回值
        int[] result = revArrays(arrays);
        System.out.println("=================");
        printArrays(result);

    }

    /**
     * 打印数组元素
     * @param arrays
     */
    public static void printArrays(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i] + "");
        }
    }

    /**
     * 数组反转
     * @param arrays
     * @return
     */
    public static int[] revArrays(int[] arrays){
        int[] result = new int[arrays.length];
        //反转操作
        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，其每个元素都是一个一维数组

  • 二维数组

    //两行五列的数组
int a[][] = new int[2][5];

  • 示例

    public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            1,2     array[0]
            2,3     array[1]
            3,4     array[2]
            4,5     array[3]
         */
        int[][] array = {{1, 2}, {2, 3}, {3, 4}, {4, 5}};
        printArrays(array[0]);
        System.out.println();
        System.out.println(array[0][0]);
        System.out.println(array[0][1]);

    }

    public static void printArrays(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i] + "");
        }
    }
}

Arrays类

  • JDK 8 API文档：https://github.com/lskyo/Java/blob/master/JDK API 1.8中文版.CHM

  • 在线版文档：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/

  • 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，当API中提供了一个工具类供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本操作。

  • 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’而非‘不能’）

  • Arrays类具有以下常用功能：

    • 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方法对排序好的数组进行二分查找法操作

  • 冒泡排序示例:

    import java.util.Arrays;

/**
 * 冒泡算法，八大排序算法之一
 * @author shengpeng.zhu
 */
public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //冒泡排序（两层循环，一层表示循环次数，一层表示元素遍历）
        //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，就交换位置
        //2. 每一次比较，都会产生出一个最大，或者最小的数字
        //3. 下一次循环少比较一次
        //4. 依次循环，知道结束

        int[] a = {4, 7, 1, 5, 9, 3, 2, 6, 8};
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        for (int i = 1; i < a.length; i++) {
            for (int j = 0; j < a.length - i; j++) {
                if (a[j] > a[j + 1]) {
                    int tmp = a[j];
                    a[j] = a[j+1];
                    a[j + 1] = tmp;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(a));

    }
}

稀疏数组

  • 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值得数组时，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
    • 把具有不同值得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

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  • 稀疏数组原理演示

    public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 创建一个二维数组 11 * 11 表示棋盘， 0：表示没有棋子  1：表示黑棋子  2：表示白棋子
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 1;
        //输出原始的数据
        System.out.println("输出原始的数据");
        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("有效值得个数：" + 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 i1 = 0; i1 < array1[i].length; i1++) {
                if (array1[i][i1] != 0) {
                    count++;
                    array2[count][0] = i;
                    array2[count][1] = i1;
                    array2[count][2] = array1[i][i1];
                }
            }
        }
        //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");
        }
        //1.读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];

        //2.还原原数组
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        
        //2.打印原数组
        System.out.println("打印原数组");
        for (int[] ints:array3){
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();

        }

    }
}
posted @ 2021-10-22 16:06  南山竹  阅读(18)  评论(0)    收藏  举报