Java数组详解

什么是数组

• 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哥数据，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他们

数组的声明和创建

• 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;//首选方法
  或
  dataType arrayRefVar[];//效果相同，但不是首选方法
  如：int[]num;
  	int num[];
  

• Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

  dataType[]arrayRefVar=new dataType[arraySize];
  如：int[]nums=new int[5];//这里可以存放5个int类型的数据
  

• 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.lenght

package array;

public class Demo1 {
    //变量类型  变量名称  =    变量的值;
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums;//声明一个数组
        nums=new int[10];//创建一个数组
        int[] nums2=new int[10];
        //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;
        //计算所有元素的和
        int sum=0;
        //获取数组长度：arrays。length
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum=sum+nums[i];
        }
        System.out.println("总和为：" + sum);
    }
}

三种初始化及内存分析

内存分析

• Java内存分析

  

• 写代码画图分析内存！

三种初始化

• 静态初始化

• 动态初始化

• 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。

  package array;
  
  public class Demo2 {
      public static void main(String[] args) {
          //静态初始化：创建+赋值
          int[]a={1,2,3};
          //动态初始化
          int[]b=new int[10];
          b[0]=10;
          System.out.println(b[0]);
          System.out.println(b[1]);
      }
  }
  

下标越界及小结

• 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
  • 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
    • 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBounds

数组的使用

• 普通for循环和For—Each循环

  package array;
  
  public class Demo3 {
      public static void main(String[] args) {
          int[]arrays={1,2,3,4,5};
          //打印全部的数组元素
          for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
              System.out.println(arrays[i]);
          }
          for (int array : arrays) {
              System.out.println(array);
          }
          System.out.println("=============");
          //计算数组的总和
          int sum=0;
          for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
              sum+=arrays[i];
          }
          int sum2=0;
          for (int array : arrays) {
              sum2+=array;
          }
          System.out.println("总和为"+sum);
          System.out.println("总和为"+sum2);
          System.out.println("=============");
          //查找最大的元素
          int max=arrays[0];
          for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
              if (arrays[i]>max){
                  max=arrays[i];
              }
          }
          int max2=arrays[0];
          for (int array : arrays) {
              if (array>max2){
                  max2=array;
              }
          }
          System.out.println("max=" + max);
          System.out.println("max=" + max2);
      }
  }
  

  JDK1.5以上版本才使用增强for循环，不使用下标

• 数组作方法的参数

  package array;
  
  public class Demo4 {
      public static void main(String[] args) {
          int[]arrays={1,2,3,4,5};
          printArray(arrays);
      }
      //打印数组元素
      public static void printArray(int[] arrays){
          for (int array : arrays) {
              System.out.println(array);
          }
      }
  }
  

• 数组做返回值

  package array;
  
  public class Demo5 {
      public static void main(String[] args) {
          int[]arrays={1,2,3,4,5};
          int[] reverse = reverse(arrays);
          for (int i : reverse) {
              System.out.println(i);
          }
      }
      //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;
      }
  }
  

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，其中每一个元素都是一个一维数组

• 二维数组

  int[][] a = new int[2][5];
  

• 解析：以上二维数组a可以看成两行五列的数组

• 思考：多维数组的使用；

  num[2] [0];

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二分法查找法操作

  package array;
  
  import java.util.Arrays;
  
  public class Demo6 {
      public static void main(String[] args) {
          int[] a ={1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
          System.out.println(a);//[I@4554617c
          //打印数组元素Arrays.toString
          Arrays.sort(a);//数组进行排序：升序
          System.out.println(Arrays.toString(a));
          Arrays.fill(a,0);//数组填充，将a数组用0填充
          System.out.println(Arrays.toString(a));
          Arrays.fill(a,2,4,0);//数组填充,将数组a中2-4之间的数用0填充
          System.out.println(Arrays.toString(a));
      }
  }
  

冒泡排序

• 冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一，总共有八大顺序！

• 冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外循环冒泡轮数，里层依次比较，江湖中人人皆知

• 我们看到嵌套循环，应该立马既可以得出这个算法的时间复杂度为O（n2）

• 思考：如何优化？

  package array;
  
  import java.util.Arrays;
  
  public class Demo7 {
      public static void main(String[] args) {
          int[] a ={1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
          sort(a);
      }
      /*
      *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数大，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的数，或者最小的数
      * 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){
          //零时变量
          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++) {
              //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换
              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;
                  }
              }
          }
          System.out.println(Arrays.toString(array));
      }
  }
  

稀疏数组

• 当一个数组大部分元素是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，有多少个不同的值
  • 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

  

• 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能

• 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

  package array;
  
  public class Demo8 {
      public static void main(String[] args) {
          //1.创建1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("===============");
          //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("有效值的个数："+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.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];
          }
          //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();
          }
      }
  }
  

  注：本文是我在再次温习注解和反射的过程中记下的笔记。谢谢大家的阅读。如有不足之处，请留言，QQ：825888114！

Java数组详解

原文：https://www.cnblogs.com/zhilei980719/p/14641491.html