数组

数组概述

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-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[] 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

• 代码：

  package com.louwen.array;
  ?
  public class ArrayDemo01 {
  ?
      //变量的类型   变量的名字  = 变量的值；
      //数组类型
  ?
      public static void main(String[] args) {
          //定义方法1   (推荐使用）
          int[] nums;//1.声明一个数组
          nums = new int[10];//2.创建一个数组    // 两行也可以等同于：nums[] nums= new nums[10]; 可以存放十个int类型数据
          //定义方法2
          //int num2[];
  ?
          // 3.给数组中元素赋值
          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[9]);
  ?
          //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);
  ?
      }
  ?
  }
  ?

   

内存分析

• Java内存分析

  • 堆：1.存放new的对象和数组

    2.可以被所有的线程共享，不会存放的对象引用

  • 栈：1.存放基本变量类型（会包含这个基本类型的具体数值）

    2.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：1.可以被所有线程共享

    2.包含了所有的class和static变量

• 写代码画图分析内存！

数组的三种初始化状态

• 静态初始化

  int [] a = {1,2,3}
  Man[] mans = {new Man(1,1),(2,2)};

• 动态初始化

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

  代码:

  package com.louwen.array;
  ?
  public class ArrayDemo02 {
  ?
      public static void main(String[] args) {
          //静态初始化:创建+赋值
          int[] a = {1,2,3,4,5,6};
          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]);
          System.out.println(b[1]); //默认初始化为0
      }
  }
  ?

   

• 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。

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],如果越界就会报错

      public static void main(String[] args) {
          int[] a = new int[2];
          System.out.println(a[2]);
      }

• 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for循环

• For-Each循环

  // 增强型for循环即For-Each循环（JDK1.5以上，没有下标）；array表示数组里的每一个元素；arrays表示数组
          for (int array : arrays) {
             System.out.println(array);
          }

   

• 数组作方法入参

• 数组作返回值

• 代码：

  package com.louwen.array;
  
  public class ArrayDemo04 {
      public static void main(String[] args) {
          int[] arrays = {1,2,3,4,5};
  
  //        // 增强型for循环即For-Each循环（JDK1.5以上，没有下标）；array表示数组里的每一个元素；arrays表示数组
  //        for (int array : arrays) {
  //            System.out.println(array);
  //        }
          //printArray(arrays);
          int[] reverse = reverse(arrays);
          printArray(reverse);
  
      }
  
      //打印数组元素（数组做方法入参）
      public static  void  printArray(int[] arrays){
          for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
              System.out.print(arrays[i] + " ");
          }
      }
  
      //反转数组（数组做返回值）
      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[] = arrays[i];
              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,其每一个元素都是一个一维数组。

• 二维数组：

  int a[][] = new int[][];

  代码

  package com.louwen.array;
  
  public class ArrayDemo05 {
  
      public static void main(String[] args) {
          //二维数组
          int [][] array = {{1,2,2},{2,3},{3,4},{4,5,6}};
          //System.out.println(array[0][1]); // System.out.println(array[0]);无法打印一个一维数组
          printArray(array[3]); //调用函数可以打印一个一维数组
  
          System.out.println("=============");
          System.out.println(array.length);//打印数组的个数
          System.out.println(array[0].length); //打印第一个数组的长度
          System.out.println("=============");
          for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
              System.out.println(); //换行
              for (int j = 0; j < array[i].length ; j++) {
                  System.out.print(" "); //空格
                  System.out.print(array[i][j]);
              }
          }
      }
  
  
      //打印数组元素（数组做方法入参）
      public static  void  printArray(int[] arrays){
          for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
              System.out.print(arrays[i] + " ");
          }
      }
  
  
  }

   

• 解析：以上二维数组的a可以看成一个两行五列的数组。

• 思考：多维数组的使用？

  unm1

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查找法操作。

• 代码

  package com.louwen.array;
  
  import java.util.Arrays;
  
  public class ArrayDemo06 {
  
      public static void main(String[] args) {
          int[] a =  {7686,876,398,867,5786,8976,967,7896,867,76,79,7};
  
          //System.out.println(a); //[I@14ae5a5
          // 打印数组元素
  //        System.out.println(Arrays.toString(a));
  //        printArray(a);  //自己写的打印数组方法
  
          //进行升序排序
          Arrays.sort(a);
          System.out.println(Arrays.toString(a));
  
      }
  
      //重复造轮子
      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.println(a[i] + " }");
              }else {
                  System.out.print(a[i] + ", ");
              }
  
          }
      }
  }

冒泡排序（重要）

• 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)。

• 思考:如何优化?

• 代码:

  package com.louwen.array;
  
  import java.util.Arrays;
  
  public class ArrayDemo07 {
      public static void main(String[] args) {
  
  
          //int[] a = {7686,876,398,867,5786,8976,967,7896,867,76,79,7};
          int[] a = {1,4,2,3};
          int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
          System.out.println(Arrays.toString(sort));
  
      }
  
      //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.没一次比较，都会产生一个最大，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 int[] 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; //优化： 通过flag标识位减少没有意义的比较
              //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换位置
              for (int j = 0; j < array.length-1-i ; j++) {     //-i是为了减少不必要的循环，循环i次后就有i个数已经排序好了
                  if (array[j+1] < array[j]){
                      temp = array[j];
                      array[j] = array[j+1];
                      array[j+1] = temp;
                      flag = true;  //没有产生交换，flag就不会被置为true
                  }
  
              }
              if(flag == false){
                  break;          //
              }
          }
          return array;
      }
  
  
  }

   

稀疏数组

• 需求：编写五子棋游戏中，有存盘和续上盘的功能。（使用二维数组记录棋盘）

• 分析问题：因为二维数组的很多默认值是0，因此记录了很多没有意义的数据。

• 解决方法：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-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：左边是原始数据，右边是稀疏数组：

• 稀疏数组的生成还原代码示例：

  package com.louwen.array;
  ?
  public class ArrayDemo08 {
      public static void main(String[] args) {
  ?
          //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("输出原始数据");
          for (int[] ints : array1) {
              for (int anInt : ints) {
                  System.out.print(anInt  + "\t");
              }
              System.out.println();
  ?
          }
          System.out.println("======================");
          //转换为稀疏数组保存
          //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("有效数组个数：" + 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;
  ?
          //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.读取稀疏数组的值
          int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
  ?
          //2.给其中的元素还原值
          for (int i = 1; i < array2.length ; i++) {
              array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
          }
          //3.打印还原数组
          System.out.println("打印还原数组数据");
          for (int[] ints : array3) {
              for (int anInt : ints) {
                  System.out.print(anInt  + "\t");
              }
              System.out.println();
  ?
          }
  ?
  ?
      }
  }
  ?

•  

Java学习5-数组

原文：https://www.cnblogs.com/louwen/p/14724364.html