7.数组详解
七、数组详解
1.什么是数组
- 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据元素，每个数组元素可以通过一个下表来访问它们
2.数组的声明和创建
- 首先必须声明数据变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：
dataType[] arrayReVar;//首选的方法
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，语法如下：
dataType[] arrayReVar = 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
array.length
package com.bill.array;
public class Demo01 {
//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.声明一个数组
nums = new int[10];//2.创建一个数组
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;
int sum = 0;
for (int i = 0;i < nums.length;i++){
sum += nums[i];
}
System.out.println(sum);
}
}
3.三种初始化及内存分析
- java内存分析：
- java内存
- 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
- 堆
-
三种初始化方式
- 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，他的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个㢝也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。
package com.bill.array; 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}; System.out.println(a[0]); //动态初始化 int[] b = new int[10]; b[0] = 10; System.out.println(b[0]); System.out.println(b[1]);//没有赋值未默认值 } }
4.下标越界及小结
- 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市类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中的。
- 下标的合法区间：[0,length-1]，如果越界就会报错；
- 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。数组元素相对于对象的成员变量
- 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBounds
5.数组的使用
- 普通的For循环
- For-Each循环
package com.bill.array;
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays ={1,2,3,4};
//打印全部元素
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 i = 1;i < arrays.length;i++){
if (arrays[i] > max){
max = arrays[i];
}
}
System.out.println("max = "+max);
}
}
- 数组作方法入参
package com.bill.array;
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays ={1,2,3,4};
printArray(arrays);
}
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
package com.bill.array;
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays ={1,2,3,4};
//printArray(arrays);
int[] revers = reverse(arrays);
printArray(revers);
}
//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];
for (int i = 0,j = result.length-1;i < arrays.length;i++,j--){
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
}
6.二维数组
- 多维数组：可以看作是数组的数组，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维数组。
- 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。
package com.bill.array;
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) {
int[][] array = {{1,2},{3,4}};
//System.out.println(array[0][0]);
for (int i = 0;i < array.length;i++){
for (int j = 0;j < array[i].length;j++){
System.out.println(array[i][j]);
}
}
}
}
7.Arrays类讲解
- 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：https://www.matools.com/api/java8
- 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.bill.array;
import com.sun.deploy.security.SelectableSecurityManager;
import java.util.Arrays;
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,4,5,23,3434,8,33};
//打印 a
System.out.println(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.sort(a);//数组进行排序:升序
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,0);//数组填充
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,2,4,1);//索引2-4，填充为0
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}
8.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！
- 冒泡的代码还是相当简单，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，江湖中人人尽皆知。
- 时间复杂度为O(n2)
package com.bill.array;
import java.util.Arrays;
public class Demo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {2,3,1,54,32,21,222};
int[] sort = sort(a);//调用完写的排序方法以后，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.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，判定我们这个要走多少次；
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个数大，我们就交换他们的位置
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;
}
}
if (flag==true){
break;
}
}
return array;
}
}
9.稀疏数组
- 电工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。
- 稀疏数组得处理方式是：
- 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
- 如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组
package com.bill.array;
public class Demo07 {
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] = 1;
//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();
}
//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("有效值个数为："+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;
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];
}
}
}
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]);
}
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.给其中的元素还原他的值
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
//打印
for (int[] ints:array3){
for (int anInt:ints){
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
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