Java数组

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。

数组的声明与创建

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

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

三种初始化

静态初始化

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

动态初始化

int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;

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。

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。

数组变量属于引用类型，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。

数组的使用

For-Each循环

//打印数组元素
int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5}
for (int i = 0; i < arrays.length; i++){
    System.out.println(arrays[i]);
}
或
for (int array : arrays){		//没有下标
    System.out.println(array);
}								

数组作为方法入参

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

数组作为方法返回值

//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];
    }
}

多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组可以看成特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组。

二维数组创建：

//创建一个3行5列的数组
int a[][] = new int[3][2];
/*
数组b内容如下
  1 2
  2 3
  3 4
*/
int b[][] = {{1,2}, {2,3}, {3,4}};

打印二维数组：

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
        System.out.println(arr[i][j]);
    }
}

Arrays类

数组的工具类java.util.Arrays

由于数组对象本身没有方法可供调用，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。

具体使用方法查看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。

常用功能

Arrays.fill()：给数组赋值

Arrays.sort()：将数组中的元素按升序排列

Arrays.equals()：比较两数组中的元素值是否相等

Arrays.binarySearch()：对排序好的数组进行二分查找操作

Arrays.toString()：打印数组中的元素

冒泡排序

算法

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，则交换两数位置；
2. 每一轮比较得出最大数并将其排在末尾；
3. 对剩下的数重复以上比较；
4. 循环进行的次数比数组中元素个数少1。

程序

//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断要做几轮比较
for(int i = 0; i < array.length-1; i++){
    //内层循环，比较相邻的两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换两数位置
    for(int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
        if(array[j]>array[j+1]) {
            temp = array[i];
            array[j] = array[j+1];
            array[j+1] = temp;
        }
    }
}

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。

稀疏数组分为三列。第一行第一个元素值为原始数组的行数，第一行第二个元素值为原始数组的列数，第一行第三个元素值为原始数组中有效元素（非零元素）的个数。从第二行开始，每行存放一个有效元素的信息，第一列存放该有效元素的行号，第二列存放该有效元素的列号，第三列存放该有效元素的值。

稀疏数组的处理方式：

• 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的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

示例：

二维数组array1大小为a行b列，将其存放于稀疏数组array2中，再读取array2的数据还原数组array1至数组array3中

//获取有效元素的个数
int sum = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
    for (int i1 = 0; i1 < array1[i].length; i1++) {
        if(array1[i][i1]!=0){
            sum++;
       	}
   	}
}
//创建一个稀疏数组
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = a;
array2[0][1] = b;
array2[0][2] = sum;
//遍历原数组，将非零元素的信息存放至稀疏数组中
int count = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
	for (int j = 0; j < array1.length; j++) {
 		if (array1[i][j]!=0) {
			count++;
			array2[count][0] = i;
			array2[count][1] = j;
			array2[count][2] = array1[i][j];
		}
	}
}
//读取稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
//还原array1中元素的值
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
	array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}