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1.数组的概述：
1.1数组的定义
- 数组就是存放具有相同类型元素的集合。
- 数组可以由简单的数据类型组成，也可以由对象组成，
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。
- 数组中的每个元素都具有相同的数据类型，可以用数组名和下标来确定数组元素的个数，及数组长度。
- 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。
ArrayIndexOutOfBoundsException :数组下标越界异常!
1.2数组的特点
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。
1.3数组的分类
- 按照维度：一维数组、二维数组、三维数组、…
- 按照元素的数据类型分：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组(即对象数组)
2.数组的声明创建
- 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案例一：
public class ArrayDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//变量的类型 变量的名字 = 变量的值;
// 数组类型
int[] nums;//声明一个数组（没有分配空间）
nums = new int[10];//创建一个数组，这里面可以存放10个int类型的数字（分配了一个空间）
//给数组元素中赋值
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;
System.out.println(nums[0]); //如果没有赋值默认值为0
//计算所有元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum = sum + nums[i];
}
System.out.println("总和为:"+sum);
}运行结果：
3.内存分析及三种初始化
3.1内存分析
3.2静态初始化
int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(1,1) , new Man(2,2)};3.3动态初始化
int[] a= new int[2];
a[0]=1;
a[1]=2;3.4数组的默认初始化
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。
案例一：
public class ArrayDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//静态初始化
int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
System.out.println(a[1]);
//动态初始化:包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[1]=2;
System.out.println(b[1]);
System.out.println(b[2]);//b[2]没有赋值，但存在一个默认值0
}
}运行结果：
4.数组的使用
4.1一维数组
- 一维数组是相关变量的一维集合，其逻辑结构是线性表。
- 使用Java数组一般需要三个步骤：定义数组、为数组分配内存空间和数组元素的赋值运算。
其语法格式如下:
数据类型 数组名 [];或者 数据类型[] 数组名; //定义一维数组
数组名= new 数据类型 [数组长度]; //给定义的数组分配内存空间例：
int a[]; 或者 int [] a; //声明整型数组a
a = new int [10]; //为整型数组a分配内存空间，其元素个数为10
//上面两行代码可以直接写成
int a[] =new int [10];
对于数组元素，可以直接利用枚举初始化来创建并赋初值，即定义的同时对数组进行赋值初始化操作。例如:int a[]={1, 2, 3，4, 5，6};使用“，”分隔符对数组中的各个元素进行分隔，此时系统自动为数组分配相应的空间并保存对应的元素值。
案例一：声明一个一维数组，其长度为5，利用for循环输出数组的内容后，再输出数组的元素个数。
public class ArrayDemo03 {
public static void main(String[] args) {
int a [];//声明一个整型数组a
a=new int [5]; //开辟内存空间供整型数组a使用，其元素个数为5
for (int i = 0; i < 5; i++) //输出数组内容
System.out.print("a["+i+"]="+a[i]+",\t");
System.out.println("\n数组长度是："+a.length);//输出数组长度
}
}运行结果：
案例二：访问数组元素，按逆序输出元素
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int a[] = new int [5];//声明一个整型数组
for (int i = 0; i < 5; i++) //对数组赋值
a[i]=i;
for (int i = a.length-1; i >=0 ; i--) {//输出数组内容
System.out.print("a["+i+"]="+a[i]+",\t");
}
}
}运行结果：
案例三：找出最大值与最小值
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
int i,min,max;
int[] a = {2, 6, 9, 5, 65, 45, 12, 30};
max=min=a[0];
for (i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");//输出数组a的元素
if (a[i] > max) max = a[i];
if (a[i] < min) min = a[i];
}
System.out.println("\n数组的最大值是："+max);
System.out.println("数组的最小值是："+min);
}
}运行结果：
| 数组元素赋初值 | |
|---|---|
| 元素类型 | 初始值 |
| byte | 0 |
| int | 0 |
| short | 0 |
| long | 0L |
| float | 0.0f |
| char | ‘\u0000’ |
| reference | null |
| double | 0.0d |
| boolean | false |
4.2二维数组
- 二维数组是指一个数组 的元素是一维数组
- 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。
- 二维数组是在一维数组的基础上扩展得到的
- 二维数组的语法格式如下:
数据类型 数组名[][]; 或者 数据类型 [][]数组名;
数组名= new 数据类型[行数][列数];
例：
int a[] [] ;或者 int[][] a; //声明整型数组a
a= new int [4] [3] ; //分配一块内存空间，供4行3列的整型数组a使用
//上面两句可以合并为：
数据类型 数组名[][]= new 数据类型 [行数][列数];
int a[][] = new int[][];二维数组有动态初始化和静态初始化两种。
（1）静态初始化：实例：
int a[][] = { {1,2,3},{4,5,6},{7,8,9},{10,11,12}}在二维数组中，若是想取得整个数组的行数，或者是某行元素的个数时，可利用“length”来获取，其语法格式如下:
数组名.length //取得数组的行数
数组名 [行的索引] .length // 取得特定行的元素个数length的用法举例：
num. length; //计算数组num的行数，其值为3
num [0] . length; //计算数组num的第一行元素的个数，其值为1
num [2] . length; //计算数组num的第三行元素的个数，其值为5（2）动态初始化：实例：
int [][]a= new int[3][3];/1定义数组并为其分配存储空间
char [][]b= new char [3] [10];案例一：:利用静态、动态初始化建立二维数组实例，最终输出数组。
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int a[][] = {
{12,32,63,45},{13,56,97,26}};//静态定义数组并设置初始值
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
for (int j = 0; j < a[i].length; j++) {
System.out.print(a[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
char[][] num =new char[3][3];//定义一个三行三列的数组
num[0][0] = 'a';
num[0][1] = 'p';
num[1][0] = 'b';
num[1][1] = 'l';
num[1][2] = 'u';
num[2][0] = 'b';
num[2][1] = 'l';
num[2][2] = 'u';
num[0][2] = 'p';
for (int i = 0; i < num.length; i++) {
for (int j = 0; j < num[i].length; j++) {
System.out.print(num[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
}
}运行结果：
案例二：
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
/*
array[0] 1,2
array[1] 2,3
array[2] 3,4
array[3] 4,5
*/
int[][] array = {
{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
printArray(array[0]);//输出array[0]中的元素
System.out.println("\n"+array[0][0]);//输出array[0]中第零个的元素
System.out.println("===========================");
for (int i = 0; i < array.length; i++) { //输出全部元素
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.print(array[i][j]+" ");
}
}
}
//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]+" ");
}
}
}运行结果：
4.3多维数组
- 多维数组可以看成是数组的数组。
- 三位数组的声明为：int a[ ][ ][ ]
案例一：声明一个三位数组，维数组赋值，输出数组并求出其值的和
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
int sum=0;
int[][][] arrays = {
{
{2,3},{4,6},{9,5},{8,7}}};//声明一个数组
//三位数组的输出采用三层for循环输出
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) //求出数组行数
for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++)//求出每行数组的元素数
for (int k = 0; k < arrays[i][j].length; k++) {//求出每列数组的元素数
System.out.print("a["+i+"]["+j+"]["+k+"]=");
System.out.println(arrays[i][j][k]);
sum+=arrays[i][j][k];
}
System.out.println("sum="+sum);
}
}运行结果：
4.4四种使用方法
数组的使用：普通for循环、for-each循环、数组做方法入参、数组作为返回值
案例一：普通for循环
public class ArrayDemo09 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印全部的元素
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 = sum + arrays[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);
}
}运行结果：
案例二：
public class ArrayDemo10 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//增强for循环
//JDK1.5 省去了数组的下标
// for (int array : arrays) {
// System.out.println(array);
//}
printArray(arrays);
System.out.println();//换行
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//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]+" ");
}
}
//数组作为返回值情况 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;
}
}运行结果：
5.Arrays类
- 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 些基本的操作如排序与查找等。
- 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")。
- Java的Arrays类位于java.util包中。
| Arrays类中提供的一些方法 | |
|---|---|
| 名称 | 方法说明 |
| sort() | 实现对数组的快速排序功能 |
| fill() | 用于给数组赋值，能依据数组定义的数据类型赋以默认值 |
| binarySearch() | 能够实现对已经排好序的数组进行二分查找 |
| copyOf() | 能够复制数组指定长度的内容 |
| copyOfRange() | 将指定长度的数组内容复制到一个新数组中 |
| equals() | 对比数组中是否有相同数量的元素且对应位置的元素相等 |
- sort()方法可以对任意数组进行升序排序，其语法格式:Arrays. sort (object);其中，object是要进行排序的数组名。
- sort ()方法对String类型数组排序时，按照数字在前字母在后，大写字母在前小写字母在后的原则进行升序排序。
- copyOf ()、copyOfRange ()方法实现对数组的复制，copyOf ()、 copyOfRange ()方法可以对数组进行指定长度内容的复制，copyOf 语法格式如下:Arrays. copyOf (objectArr, int arrLength);其中objectArr 是要复制的数组名，arrLength是进行复制的数组长度，是一个整型值。如果新数组的长度大于objectArr数组长度，则用0来进行填充，对于char类型数组，则用null来填充。如果新数组的长度小于objectArr 数组长度，则会从objectArr数组的第一个元素开始截取与新数组长度一致的数组元素进行复制。
- copyOfRange () 方法可以对数组指定从一个起始位置到一个终止位置长度内容的复制，copyOfRange ()方法语法格式如下:
Arrays. copyOfRange (objectArr, int startLength, int endLength);
其中，objectArr 是要进行复制的数组名，startLength 是要进行复制的数组开始位置
案例一：第一个程序可以简写为第二个程序，运行结果都一样。
public class ArrayDemo11 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1, 2, 5, 4, 8, 55, 99, 45, 12, 65};
printArray(a);
}
public static void printArray(int[] a) {
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
if (i == 0) {
System.out.print("[");
}
if (i == a.length-1) {
System.out.print(a[i] + "]");
} else {
System.out.print(a[i] + ", ");
}
}
}
}import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo12 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1, 2, 5, 4, 8, 55, 99, 45, 12, 65};
//打印数组元素Arrays.toString()
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}运行结果：
案例二：对数组进行排序（升序排序）
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo13 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1, 2, 5, 4, 8, 55, 99, 45, 12, 65};
//打印数组元素Arrays.toString()
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}运行结果：
案例三：数组填充
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo14 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1, 2, 5, 4, 8, 55, 99, 45, 12, 65};
//打印数组元素Arrays.toString()
Arrays.fill(a,2,4,0);//数组填充,2到4之间的元素被0填充
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}运行结果：
案例四：对数组元素进行复制
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo15 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {23,56,45,1,46,59,56,87};//声明数组并赋值
int[] b = Arrays.copyOfRange(a,1,4);
//利用copyOfRange()方法复制a数组中的第二个元素~第四个元素到新数组中
int[] c = Arrays.copyOfRange(a,0,4);
System.out.print("b数组：");
for (int i=0; i<b.length;i++) //将新数组输出
System.out.print(b[i]+" ");
System.out.println();//换行
System.out.print("c数组:");
for (int i = 0; i < c.length; i++)
System.out.print(c[i]+" ");//将新数组输出
}
}运行结果：
6.稀疏数组
- 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一个值得数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组。
- 稀疏数组是一种用来压缩数据量的数据结构，用于一些特殊的数组。
- 一个数组中大部分元素为0，或者为同一数值时，可以使用稀疏数组来保存该数组，以节省空间。
- 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。
二维数组转稀疏数组举例说明：
分析：
[0] 6 7 8 表示存了一个6行7列的数组，里面有8个有效的数字。
[1] 0 3 22 表示第0行第3列有一个数字，值为22。
[2] 0 6 15 表示第0行第6列有一个数字，值为15。
[3] 1 1 11 表示第1行第1列有一个数字，值为11。
以此内推。
案例一：以下图为例，完成二进制与稀疏数组之间的转化。
public class ArrayDemo16 {
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] = 2;
//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();
}
System.out.println("======================");
//转化为稀疏数组保存
//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("有效的个数："+sum);
//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] = j;
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();
}
}
}运行结果：
