Java数组基础——数组概述、数组声明创建、数组使用、多维数组、Arrays类、稀疏数组

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

Java内存分析

• 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。
• 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）
• 方法区：可以被所有的线程共享，包含了所有的class和static变量。

数组初始化

//静态初始化
int[] a ={1,2,3,4,5,6,7,8};

//动态初始化
int[] b = new int[10];

//数组的默认初始化
数组也是引用类型，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。

数组使用

• For-Each循环

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]);
        }
        //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 i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if (arrays[i]>max){
                max = arrays[i];
            }
        }
        System.out.println(max);
    }

• 数组作方法入参

    //数组作为参数，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]+" ");
        }
    }

• 数组作返回值

    //数组作为返回值，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，其每一个元素都是一个一位数组。
• 二位数组

int a[][] = new int [2][5];

int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
        System.out.println(array[0][0]);

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。
• 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。
• 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。

冒泡排序

• 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。
• 每一次比较，都会产生出一个最大，或者最小的数字。
• 下一轮则可以少一次排序。
• 依次循环，直到结束。

    public static int[] sort(int [] array){
        int temp=0;
        //外层循环，判断要走多少次
        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个数大，则交换位置
            for (int j = 0; j < array.length-1; j++) {
                if (array[j+1]>array[j]){
                    temp = array [j];
                    array[j] = array[j+1];
                }
            }
        }
        return array;
    }

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。

public static void main(String[] args) {
        //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]=1;
        //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();
        }
    
    
        //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]=i;
                    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();
        }
    }