【java基础】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[] 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:

arrays.length

public static void main(String[] args){
    
    
	int[] nums;	//1.声明一个数组
	nums = new int[10]; //创建一个位置标号为0-9，分配可以存放10个int数据。
	//合并为int[] nums = new int[10];
	//3.给数组元素中赋值
	nums[0] = 1;
	nums[4] = 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;
	//计算所有元素的和
	int sum = 0;
	//获取数组长度：arrayslength
	for （int i = o; i < nums.length; i++){
    
    
		sum = sum + nums[i];
	}
	System.out.println("总和为："+sum)
}

内存分析

创建数组并赋值

三种初始化

• 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，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。

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：包含默认初始化
	int[] b = new int[10];
	b[0] = 10;
	System.out.println(b[0]);
}

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。

数组边界

• 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。数组元素相当于对象的成员变量
  • 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报: ArrayIndexOutofBounds

数组使用

• 普通的For循环

public static void main(String[] args){
    
    
	int[] a = {
    
    1,2,3,4,5};
	for (int i = 0; i < array.length; i++){
    
    
		System.out.print(array[i]);
	}

• For-Each循环

//JDK,没有下标
for （int array : arrays) {
    
    
	System.out.println(array);
}

• 数组作方法入参
• 数组作返回值

多维数组

• 多维数组可以看成是数组的数组，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（数组里又嵌套了一个数组）
  

  //下面二维数组a可以看成一个两行五列的数组。
  int a[][] =  new int[2][5];
  //====================================
  public static void main(String[] args) {
        
        
  	int[][] arry = {
        
        {
        
        1,2},{
        
        2,3},{
        
        3,4},{
        
        4,5}};
  	//输出的就是第3个数组的第1个元素和第2个元素，即3和4
  	System.out.println(array[2][0]);
  	System.out.println(array[2][1]);
  }
  

Arrays类

• 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
• 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分查找法操作。

  //打印数组元素Array.toString
  public static void main(String[] args){
        
        
  int[] a = {
        
        1,45,64,6456,181,4789,8789};
  System.out.println(Array.toString(a));
  }
  //数组进行排序:升序
  Array.sort(a);
  System.out.println(Array.toString(a));
  //数组填充
  Array.fill(a,2,4,0);//把[2，4)之间位置的元素填充成0
  System.out.println(Array.toString(a));
  

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的，两层循环，外层冒泡轮数,里层依次比较,江湖中人人尽皆知。
• 我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)。

//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.依次循环，直到结束！
public static void sort(int[] array){
    
    
	//临时变量
	int temp = 0;
	//外层循环，判断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，比价判断两个数，如果第一个数比第二个数，则交换位置
		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;
				flag = ture;
			}
			if (flag==flase){
    
    
				break;
			}
		}
		return array;
	}
}

稀疏数组

• 需求:编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
  

public static void main(String[] args){
    
    
	//1.创建一个二维数组 11*11  0:没有旗子，1:黑棋，2:白旗
	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.println(anInt+"\t");
		}
		System.out.println();
	}
//========================================
	//转换为稀疏数组保存
	//1.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("有效值的个数:"+sum);
		//2.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;
		//3.遍历二维数组，将非零的值，存放稀疏数组中
		int conut=0;
		for (int i = 0; i < array1.length; i++){
    
    
			for (int j = 0; j < array1[i].length; j++){
    
    
				if (array1[i][j]!=0){
    
    
					cont++;
					array2[count][0] = i;
					array2[count][1] = i;
					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("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.println(anInt+"\t");
			}
			System.out.println();
	}
}

• 分析问题:因为该二维数组的很多值是默认值0,因此记录了很多没有意义的数据。
• 解决:稀疏数组

稀疏数组介绍

• 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
• 如下图:左边是原始数组，右边是稀疏数组