Java学习-第一部分-第一阶段-第五节：数组、排序和查找

数组、排序和查找

笔记目录：(https://www.cnblogs.com/wenjie2000/p/16378441.html)

数组

数组介绍

数组可以存放多个同一类型的数据。数组也是一种数据类型，是引用类型。即:数组就是一组数据

数组快速入门

//1. double[]表示是double类型的数组，数组名hens
//2．{3，5，1，3.4，2，50}表示数组的值/元素,依次表示数组的
//第几个元素
//
double[] hens = {3,5,1,3.4,2,50};
//遍历数组得到数组的所有元素的和,使用for
//1．我们可以通过 hens[下标]来访问数组的元素
//下标是从日开始编号的比如第一个元素就是 hens[o]
//第2个元素就是 hens[1],依次类推
//2．通过for就可以循环的访问数组的元素/值
//老师提示:可以通过数组名·length得到数组的大小/长度
System.out.println("数组的长度=" + hens.length);
for( int i = 0; i < 6; i++){
    System.out.println("第"+(i+1)+"个元素的值=" + hens[i]);
}

数组的使用

●使用方式1-动态初始化
数组的定义

数据类型数组名=new 数据类型[大小]
int a[]=new int[5];//创建了一个数组,名字a,存放5个int

●使用方式2-动态初始化

√先声明数组
语法:数据类型数组名;也可以数据类型[数组名;
int a[];或者int[] a;

√创建数组
语法:数组名=new数据类型[大小;
a=new int[10];

√案例演示【前面修改即可】

//(2）第2种动态分配方式,先声明数组,再new分配空间
double scores[] ;//声明数组,这时scores是null
scores = new double[5];// 分配内存空间，可以存放数据

●使用方式3-静态初始化

初始化数组
语法:数据类型 数组名[]={元素值，元素值...)
int a[]={2,5,6,7,8,89,90,34,5,6},如果知道数组有多少元素,具体值上面的用法相当于:

int a[]=new int[9];
a[0]=2;a[1]=5;a[2]=6; a[3]=7;a[4]=8;
a[5]=89;a[6]=90;a[7]=34;a[8]=56;

√快速入门案例【养鸡场】

double hens[]={3,5,1,3,4,2,50};等价
double hens[] = new double[6];
hens[0] = 3; hens[1] = 5; hens[2] = 1; hens[3] = 3.4; hens[4]=2;hens[5] = 50;

数组使用注意事项和细节

1. 数组是多个相同类型数据的组合，实现对这些数据的统一管理
2. 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，但是不能混用。
3. 数组创建后,如果没有赋值，有默认值int 0, short 0, byte 0, long 0, float 0.0,double 0.0, char \u0000,boolean false,String null
4. 使用数组的步骤1.声明数组并开辟空间2.给数组各个元素赋值3.使用数组
5. 数组的下标是从0开始的。
6. 数组下标必须在指定范围内使用，否则报:下标越界异常,比如 int[] arr=new int[5];则有效下标为0-4
7. 数组属引用类型，数组型数据是对象(object)

数组赋值机制

1. 基本数据类型赋值,这个值就是具体的数据，而且相互不影响。
   int n1 = 2; int n2 =n1;
2. 数组在默认情况下是引用传递,赋的值是地址。看一个案例，并分析数组赋值的内存图(重点)。
   int[] arr1 = {1,2,3};
   int[] arr2 = arr1;

//基本数据类型赋值,赋值方式为值拷贝
//n2的变化,不会影响到n1的值
int n1 = 10;
int n2 = n1;
n2 = 80;
System.out.print1n( "n1=" +n1);//10
System.out.print1n( "n2=" + n2);//80
//数组在默认情况下是引用传递，赋的值是地址，赋值方式为引用赋值
//是一个地址, arr2变化会影响到arr1
int[]arr1 = {1,2,3};
int[]arr2 = arr1;//把arr1赋给arr2
arr2[0] = 10;

//看看arr1的值
System.out.println( "====arr1的元素====");for(int i = 0; i < arr1.length; i++){
    System.out.println(arr1[i]);
}

JVM内存情况图

数组拷贝

编写代码实现数组拷贝(内容复制)
将int[l] arr1 = {10,20,30};拷贝到arr2数组，要求数据空间是独立的.

int[] arr1 = {10,20,30};

//创建一个新的数组arr2,开辟新的数据空间
//大小arr1.length;
int[] arr2 = new int[arr1.length];

//逼历arr1 ,把每个元素拷贝到arr2对应的位置
for(int i = 0; i < arr1.length; i++){
    arr2[i] = arr1[i];
}

数组扩容

Scanner myScanner = new Scanner(System.in);//初始化数组
int[]arr = {1,2,3};
do{
    int[]arrNew = new int[arr.length + 1];
    //遍历arr数组,依次将arr的元素拷贝到arrNew数组
    for(int i =0; i< arr.length; i++){
        arrNew[i] = arr[i];
    }
    System.out.println("请输入你要添加的元素");
    int addNum = myScanner.nextInt();
    //把addNum赋给arrNew最后一个元素
    arrNew[ arrNew.length - 1] = addNum;
    //让arr指向arrNew,
    arr = arrNew;
    //输出arr看看效果
    System.out.println("====arr扩容后元素情况====");
    for(int i = 0; i < arr.length; i++){
        System.out.print(arr[i] + "\t");
    }
    //问用户是//问用户是否继续
    System.out.println("是否继续添加y/n");
    char key = myScanner.next( ).charAt(0);
    if( key =='n'){//如果输入n,就结束
        break;
    }
}while(true);
System.out.println("你退出了添加...");

排序

排序是将一群数据,依指定的顺序进行排列的过程。排序的分类:

1. 内部排序:
   指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器中进行排序。包括(交换式排序法、选择式排序法和插入式排序法);
2. 外部排序法:
   数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储进行排序。包括(合并排序法和直接合并排序法)。

冒泡排序法

冒泡排序（Bubble Sorting)的基本思想是:通过对待排序序列从后向前（从下标较大的元素开始)，依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就象水底下的气泡一样逐渐向上冒。

冒泡排序法案例:

下面我们举一个具体的案例来说明冒泡法。我们将五个无序:24,69,80,57,13使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列。

总结冒泡排序特点
1.我们一共有5个元素
2.一共进行了4轮排序，可以看成是外层循环
3.每1轮排序可以确定一个数的位置,比如第1轮排序确定最大数,第2轮排序，确定第2大的数位置,依次类推
4.当进行比较时,如果前面的数大于后面的数,就交换
5.每轮比较在减少4->3->2->4分析思路-→>代码..

查找

●介绍:
在java中，我们常用的查找有两种:
1.顺序查找
2.二分查找【二分法,我们放在算法讲解】

●案例演示:
1.有一个数列:白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王猜数游戏:从键盘中任意输入一个名称，判断数列中是否包含此名称【顺序查找】要求:如果找到了，就提示找到，并给出下标值。

//定义一个字符串数组
String[] names = {"白眉鹰王","金毛狮王","紫衫龙王","青翼蝠王"};
Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入名字");
String findName = myScanner.next();
//逼历数组，逐一比较，如果有，则提示信息，并退出//这里老师给大家一个编程思想
int index = -1;
for(int i = 0; i < names.length; i++){
    //比较字符串比较equals，如果要找到名字就是当前元素
    if(findName.equals(names[i])){
        System.out.println("恭喜你找到"+ findName);
        System.out.println("下标为 " + i); 
        //把i保存到index
        index = i;
        break;//退出
    }
}
if(index == -1){//没有找到
    System.out.println("sorry ,没有找到" + findName);
}

2.请对一个有序数组进行二分查找{1,8,10,89,1000,1234},输入一个数看看该数组是否存在此数,并且求出下标，如果没有就提示"没有这个数”。

答案：略

多维数组

多维数组我们只介绍二维数组。

二维数组

●二维数组的应用场景
比如我们开发一个五子棋游戏,棋盘就是需要二维数组来表示。

//1。从定义形式上看int[][]
//2．可以这样理解,原来的一维数组的每个元素是一维数组,就构成二维数组
int[][ ]arr = { {0,0, 0,0,0,0},
               {0,0,1,0,0,0},
               {0,2,0,3,0,0},
               {0,0,0,0,0,0}};
//输出二维图形
for(int i = 0; i < arr.length; i++){
    //逼历二维数组的每个元秦
    //逼历二维数组的每个元素(数组)
    //老韩解读
    //1. arr[i]表示二维数组的第i+1个元秦比如arr[0]∶二维数组的第一个元秦
    //2. arr[i].length得到对应的每个一维数组的长度
    for(int j = 0; j <arr[i].length; j++){
        System.out.print(arr[i][j] + "\t");//输出了一维数组
    }
    System.out.println();//换行
}

使用方式1:动态初始化

1. 语法:类型[][] 数组名=new 类型[大小][大小]

2. 比如: int[][] a[][]=new int[2][3]

3. 使用演示

4. 二维数组在内存的存在形式

使用方式2:动态初始化

1. 先声明:类型数组名[][];

2. 再定义(开辟空间) 数组名=new 类型[大小][大小]

3. 赋值(有默认值，比如int 类型的就是0)

4. 使用演示

   int arr[][];//声明二维数组
   arr = new int[2][3];//再开空间
   

使用方式3:动态初始化-列数不确定

1. 看一个需求:动态创建下面二维数组，并输出。

2. 完成该案例

3. 画出执行分析示意图

   int[][] arr = new int[3][];//创建二维数组，但是只是确定一维数组的个数
   for(int i = 0; i < arr.length; i++){//逼历arr每个一维数组
       //给每个一维数组开空间new
       //如果没有给一维数组new,那么、arr[i]就是null
       arr[i] = new int[i + 1];
       //遍历一维数组,并给一维数组的每个元素赋值
       for(int j = 0;j < arr[i].length; j++){
           arr[i][j] = i + 1;//赋值
       }
   }
   System.out.println( "=====arr元素=====");//逼历arr输出
   for(int i = 0; i < arr.length; i++){
       //输出arr的每个一维数组
       for(int j = 0; j < arr[i].length; j++){
           System.out.print(arr[i][i]+" ");
       }
       System.out.println();//换行
   }
   

使用方式4:静态初始化

1. 定义类型数组名[]={{值1,值2..},{值1,值2..},{值1,值2..}}

2. 使用即可[固定方式访问]
   比如:
   int[][] arr = {{1,1,1), {8,8,9}, {100});

解读

1. 定义了一个二维数组arr
2. arr有三个元素(每个元素都是一维数组)
3. 第一个一维数组有3个元素，第二个一维数组有3个元素,第三个一维数组有1个元素

二维数组使用细节和注意事项

1. 一维数组的声明方式有:
   int[] 或者int x[]
2. 二维数组的声明方式有:
   int[][]y或者int[] y[]或者int y[][]
3. 二维数组实际上是由多个一维数组组成的，它的各个一维数组的长度可以相同，也可以不相同。比如:map[[]是一个二维数组
   int map[][] = {{1,2},{3,4,5}}
   由map[0]是一个含有两个元素的一维数组，map[1]是一个含有三个元素的一维数组构成，我们也称为列数不等的二维数组。