[Java] 一维数组

1 数组的声明和创建

语法为：
elementType[] arrayRefVar;
例如：
int[] myList;
写成与C/C++兼容的形式int myList[]也是可以的, 但在Java中写成int[] myList是首选。

// 声明数组变量 myList, 创建数组，并将数组引用赋给变量
double[] myList = new double[10]; 

数组的初始化

声明，创建以及初始化3合1，语法：
elementType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};
例子：
double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5}; 等价于：

double[] myList = new double[4];
myList[0] = 1.9;
myList[1] = 2.9;
myList[2] = 3.4;
myList[3] = 3.5;

2 处理数组

1. 用输入值初始化数组
2. 用随机值初始化数组
3. 显示数组
4. 所有元素求和
5. 寻找最大的元素
6. 寻找最大元素的最小索引
7. 随机洗牌
8. 移动元素
9. 简化代码

例子：打印大于平均数的个数

package testarray;
public class TestArray {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Scanner Input = new java.util.Scanner(System.in);
        System.out.print("Enter the number of items: ");
        int n = Input.nextInt();
        double[] numbers = new double[n];     
        int counts = 0;
        double sum = 0;
        System.out.print("Enter these numbers: ");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            numbers[i] = Input.nextDouble();
            sum += numbers[i];
        }
        double average = sum / n;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (numbers[i] > average)
                counts++;
        }
        System.out.println("The average is: " + average);
        System.out.println("The number of items above average is " + counts);
    }
}

3. 复制数组

复制数组不能直接变量划等号：

double[] list1 = {1, 2, 3};
double[] list2 = {4, 5, 6};
list2 = list1;  // Cannot copy array!

list2 = list1的结果就是，list1 和 list2都引用相同的数组，list2原先引用的数组变为垃圾，将由JVM自动回收。如此赋值不能实现数组复制。
实现数组复制有3种方法：

1. 数组元素逐个复制

2. 使用System类中的静态arraycopy方法:
arraycopy(sourceArray, srcPos, targetArray, tarPos, length);

3. 使用clone方法(涉及到抽象类和接口)

4. 将数组传递给方法

当传递数组给方法时，实际传递的是数组的引用。

匿名数组

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

调用该方法时，可以使用：
printArray(new int[] {1, 2, 3, 4, 5});
使用语法new elementType[]{value0, value1, ..., valuek}创建的数组叫做匿名数组。

Java 使用 pass-by-value的方式传递参数给方法，传递原生数据类型的值和传递数组之间有着重要的区别：
1. 对于原生类型参数，传递参数的值
2. 对于数组类型参数，参数的值为对数组的引用，此引用值被传递给方法。语义上说，最好描述为 pass-by-sharing, 也就是说，方法中的数组同被传递的数组，因此，如果在方法中改变数组，你可以看到在方法外的数组也被修改了。
Java 中，数组是对象，JVM将对象存在堆内存中。

5. 从方法返回数组

当方法返回数组时，返回的实际上是数组的引用。
反转数组的一个例子：

public static int[] reverse(int[] list) {
    int[] result = new int[list.length];
    for (int i = 0, j = result.length - 1; i < list.length; i++, j--) 
    {
        result[j] = list[i];
    }
    return result;
}

对这个方法的调用如下：

int[] list1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
int[] list2 = reverse(list1);

例子：统计每个字母出现的次数

给定一个随机字符的数组，长度100， 统计每个字母出现的次数：

// FILENAME: RandomCharacter.java
/*
 * To change this template, choose Tools | Templates
 * and open the template in the editor.
 */
package testarray;
/**
 *
 * @author
 */
public class RandomCharacter {
    /** Generate a random character between ch1 and ch2 */
    public static char getRandomCharacter(char ch1, char ch2) {
        return (char)(ch1 + Math.random() * (ch2 - ch1 + 1));
    }

    /** Generate a random lowercase letter */
    public static char getRandomLowerCaseLetter() {
        return getRandomCharacter('a', 'z');
    }

    /** Generate a random uppercase letter */
    public static char getRandomUpperCaseLetter() {
        return getRandomCharacter('A', 'Z');
    }

    /** Generate a random digit character */
    public static char getRandomDigitCharacter() {
        return getRandomCharacter('0', '9');
    }

    /** Generate a random character */
    public static char getRandomCharacter() {
        return getRandomCharacter('\u0000', '\uFFFF');
    }
 }

// FILENAME: TestArray.java
*
 * To change this template, choose Tools | Templates
 * and open the template in the editor.
 */
package testarray;
public class TestArray {
    public static void main(String[] args) {
        // Declare and create an array
        char[] chars = createArray();

        // Display the array
        System.out.println("The lowercase letters are:");
        displayArray(chars);

        // Count the occurrences of each letter
        int[] counts = countLetters(chars);

        // Display counts
        System.out.println();
        System.out.println("The occurrences of each letter are:");
        displayCounts(counts);
    }

    /** Create an array of characters */
    public static char[] createArray() {
        // Declare an array of characters and create it
        char[] chars = new char[100];

        // Create lowercase letters randomly and assign
        // them to the array
        for (int i = 0; i < chars.length; i++)
        chars[i] = RandomCharacter.getRandomLowerCaseLetter();

        // Return the array
        return chars;
    }

    /** Display the array of characters */
    public static void displayArray(char[] chars) {
        // Display the characters in the array 20 on each line
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            if ((i + 1) % 20 == 0)
                System.out.println(chars[i]);
            else
                System.out.print(chars[i] + " ");
        }
    }

    /** Count the occurrences of each letter */
    public static int[] countLetters(char[] chars) {
        // Declare and create an array of 26 int
        int[] counts = new int[26];

        // For each lowercase letter in the array, count it
        for (int i = 0; i < chars.length; i++)
        counts[chars[i] - 'a']++;

        return counts;
    }

    /** Display counts */
    public static void displayCounts(int[] counts) {
        for (int i = 0; i < counts.length; i++) {
            if ((i + 1) % 10 == 0)
                System.out.println(counts[i] + " " + (char)(i + 'a'));
            else
                System.out.print(counts[i] + " " + (char)(i + 'a') + " ");
        }
    }
}

运行结果：

The lowercase letters are:
x l w s j e p k n k c t b t c j e c u y
l j r k j j c i o c k s n t i d p a a v
y o a b y p a w o f i a w t z d r c h a
a j o g e g q m w w o g d u p g x u m z
j q c m j p a w n k i t s q s t c g l u

The occurrences of each letter are:
8 a 2 b 8 c 3 d 3 e 1 f 5 g 1 h 4 i 8 j
5 k 3 l 3 m 3 n 5 o 5 p 3 q 2 r 4 s 6 t
4 u 1 v 6 w 2 x 3 y 2 z 成功生成（总时间：0 秒）

6. 可变长度参数列表

相同类型的可变数目的参数可以传给方法，并看作一个数组。
方法的可变长度参数声明形式为：typeName... parameterName
例如：public static void printMax(double... numbers), 一个方法里最多只能有一个可变长度的参数，而且必须是最后一个参数，一般的参数排列靠前。
输出最大值的例子：

package testarray;
public class TestArray {

    public static void main(String[] args) {
        printMax(34, 3, 3, 2, 56.5);
        printMax(new double[]{1, 2, 3});
        printMax(1, 2, 2, 1, 4);
        printMax(new double[]{1, 2, 3});
        //printMax(new int[]{1, 2, 3}); // 错误：required double[], found int[]
    }
    public static void printMax(double... numbers) {
    if (numbers.length == 0) {
        System.out.println("No argument passed");
        return;
    }
    double result = numbers[0];
    for (int i = 1; i < numbers.length; i++)
        if (numbers[i] > result)
            result = numbers[i];
        System.out.println("The max value is " + result);
    }
}

输出：

run：
The max value is 56.5
The max value is 3.0
The max value is 4.0
The max value is 3.0
成功生成（总时间：0 秒）

7. 数组查找

介绍了两种，线性查找和二进制查找，线性查找直观，二进制要先排序，但查找速度快。

8. 数组排序

选择排序算法，省略

9. Array类

java.util.Arrays 类含有用于一般数组操作的有用方法：例如排序和查找
使用语句： import java.util.Arrays;

(1).对数组排序，可以对整个数组排序，也可以只对部分数组排序。如果电脑有多个处理器的话，使用parallelSort 效率会更高。

double[] numbers = {6.0, 4.4, 1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
java.util.Arrays.sort(numbers); // Sort the whole array
java.util.Arrays.parallelSort(numbers); // Sort the whole array

char[] chars = {'a', 'A', '4', 'F', 'D', 'P'};
java.util.Arrays.sort(chars, 1, 3); // Sort part of the array: 1 ~ 3-1
java.util.Arrays.parallelSort(chars, 1, 3); // Sort part of the array

(2).使用二进制查找之前，数组必须先以递增的顺序排序过，如果失败则返回 –(insertionIndex + 1) (这个变量是什么?)

int[] list = {2, 4, 7, 10, 11, 45, 50, 59, 60, 66, 69, 70, 79};
System.out.println("1. Index is" + java.util.Arrays.binarySearch(list, 11));
System.out.println("2. Index is" + java.util.Arrays.binarySearch(list, 12));

char[] chars = {'a', 'c', 'g', 'x', 'y', 'z'};
System.out.println("3. Index is" + java.util.Arrays.binarySearch(chars, 'a'));
System.out.println("4. Index is" + java.util.Arrays.binarySearch(chars, 't'));

(3).使用equals方法检查两个数组是否相同，

int[] list1 = {2, 4, 7, 10};
int[] list2 = {2, 4, 7, 10};
int[] list3 = {4, 2, 7, 10};
System.out.println(java.util.Arrays.equals(list1, list2)); // true
System.out.println(java.util.Arrays.equals(list2, list3)); // false

(4).使用fill方法填充数组：

int[] list1 = {2, 4, 7, 10};
int[] list2 = {2, 4, 7, 7, 7, 10};
java.util.Arrays.fill(list1, 5); // Fill 5 to the whole array
java.util.Arrays.fill(list2, 1, 5, 8); // Fill 8 to a partial array： 1 ~ 5-1

(5).使用toString方法返回数组所有元素的字符串表示：

int[] list = {2, 4, 7, 10};
System.out.println(Arrays.toString(list)); // 输出: [2, 4, 7, 10]

10. 命令行参数

main方法可从命令行接收字符串参数
main方法可以像一般方法一样被调用, 下例中，class A调用了class TestMain中的main函数：

// Part 1
public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < args.length; i++)
            System.out.println(args[i]);
    }
}

// Part 2
public class A {
    public static void main(String[] args) {
        String[] strings = {"New York", "Boston", "Atlanta"};
        TestMain.main(strings);
    }
}

可以从命令行传参数给main方法，格式如：
java TestMain arg0 arg1 arg2
参数如果不是有空格，则不必加双引号：
java TestMain "First num" alpha 53
当main方法被调用时，Java 解释器创建数组存储命令行参数，并将引用传给args。
如果没有参数，args 非null, 但 args.length 为 0.

书上还有计算器的实现例子，先省略。

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[1] Introduction to Java Programming 10th. chapter 7.