数组

数组概述

数组是相同类型数据的有序集合

数组描述的是相同数据类型的若干个数据，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[] array; //首选的方法
或
dataType array[]; //效果相同，但不是首选方法

Java使用new操作符来创建数组，语法如下：

//数组类型[] 变量名 = new 数组类型[数组长度];
dataType[] array = new dataType[arraySize];

数据的元素是通过索引（下标）访问的，数组索引从0开始。

获取数组长度：

arrays.length;

例：

package com.qmcl.array;

public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
        //声明数组：
        int[] arr1;
        //创建数组  这里可以存放10个int类型的数字
        arr1 = new int[10];

        //以上数组的声明和创建可以合并为：
        int[] arr2 = new int[10];
        //给数组赋值
        arr1[0] = 1;
        arr1[1] = 2;
        arr1[2] = 3;
        arr1[3] = 4;
        arr1[4] = 5;
        arr1[5] = 6;
        arr1[6] = 7;
        arr1[7] = 8;
        arr1[8] = 9;
        arr1[9] = 10;
        //输出数组中的元素
        System.out.println(arr1[9]); //输出10
        //System.out.println(arr1[10]); //ArrayIndexOutOfBoundsException下标越界 因为数组的长度是10，其索引只到9

        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            sum += arr1[i];
        }
        System.out.println("数组中所有元素的和为：" + sum);
    }
}

Java内存分析：

数组三种初始化

• 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法被隐式初始化。

package com.qmcl.array;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化：创建+赋值 一经创建，长度不可改变
        int[] a = {1, 2, 3, 4, 5};
        //动态初始化：包含默认初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;
        b[1] = 20;
        System.out.println(b[0]);
        System.out.println(b[1]);
        //没有被赋值的元素，会根据它的数据类型自动有一个默认值
        //比如这里的b[9]，int类型默认值是0
        System.out.println(b[9]);
    }
}

数组的特点

• 数组长度是确定的。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
• 数组变量属于引用类型，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中对象是在堆里的，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

int[] a = new int[5];
System.out.println(a[5]);

java.lang.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：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

数组使用

数组基本使用：

package com.qmcl.array;

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
        //for-each遍历数组-->jdk5以后的写法，但是不能获取下标
        for (int arr : array) {
            System.out.println(arr);
        }
        //获取数组中的最大数
        int max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (array[i] > max) {
                max = array[i];
            }
        }
        System.out.println("数组中的最大数是：" + max);
        //求数组中所有元素的和
        int sum = 0;
        for (int arr : array) {
            sum += arr;
        }
        System.out.println("数组中所有元素的和是：" + sum);
    }
}

数组进阶使用：

package com.qmcl.array;

public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
        System.out.println("原数组");
        printArray(arrays);
        int[] reverse = reverse(arrays);
        System.out.println("\n--------------");
        System.out.println("反转后");
        printArray(reverse);
    }
    //数组返回值使用--->返回反转后的数组
    public static int[] reverse(int[] arrays) {
        int[] reverse = new int[arrays.length];
        for (int i = 0, j = reverse.length -1; i < reverse.length; i++, j--) {
            reverse[j] = arrays[i]; //把arrays数组从后往前存储到reverse数组中
        }
        return reverse;
    }
    //数组传参使用--->输出传入的数组元素
    public static void printArray(int[] arrays) {
        for (int array : arrays) {
            System.out.print(array + " ");
        }
    }
}

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[2][5];

解析：以上二维数组a可以看成是一个两行五列的数组。

一个一维数组，可以当成是一条线，其中每一个元素就是这条线上的某一点（这一点的位置就是下标）。

一个二维数组，可以当成是一个面，我们需要两个坐标 [x] [y] （下标），来确定某一点，这一点就是二维数组中存储的具体元素。

三维数组也是同理，只是需要三个坐标来确定一点的位置。

四维同理，只是一直嵌套...

package com.qmcl.array;

public class Demo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //二维数组
        int[][] a = {{1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9, 10}};
        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("\n=======================");
        //三维数组
        int[][][] b = {{{1, 2}, {2, 1}}, {{3, 4}, {4, 3}}, {{5, 6}, {6, 5}}};
        for (int i = 0; i < b.length; i++) {
            for (int j = 0; j < b[i].length; j++) {
                for (int k = 0; k < b[i][j].length; k++) {
                    System.out.print(b[i][j][k] + "  ");
                }
            }
        }
    }
}

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，但是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。

Arrays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调用，而“不用”使用对象来调用（注意：是“不用”而不是“不能”）

Arrays类常用方法如下：

• 给数组赋值：fill方法
• 对数组排序：sort方法，按升序
• 比较数组：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。

package com.qmcl.array;

import java.util.Arrays;

public class Demo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {7, 6, 5, 4, 3, 2, 5, 1};
        //输出：[7, 6, 5, 4, 3, 2, 5, 1]
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        Arrays.sort(arr); //将数组进行升序排序
        //输出：[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7]
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        Arrays.fill(arr, 3, 4,10);//将下标3-4的元素全部替换成10
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        int[] b = a;
        System.out.println(Arrays.equals(a, b)); //判断两个数组是否完全相同

        //二分查找，获取要查找的元素值的下标
        int i = Arrays.binarySearch(a, 0, a.length, 6);
        System.out.println(i);
    }
}

冒泡排序

冒泡排序算法的时间复杂度为O(n2)。这个先记住就好。

package com.qmcl.array;

import java.util.Arrays;

public class Demo08 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {21, 32, 12, 45, 54, 43, 10};
        int[] sort = sort(a);
        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，就交换他们的位置
    //2.每次比较，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 int[] sort(int[] arr) {
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断要循环多少次
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            //标记是否判断过
            boolean x = false;
            //内层循环，比较相邻的两个元素，如果第一个数比第二个数大，就交换位置
            for (int j = 0; j < arr.length-1-i; j++) {
                //这里的判断，如果是后一位小于前一位，那么是升序(从小到大)排序，反之是降序(从大到小)排序
                if (arr[j+1] < arr[j]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                    x = true;
                }
            }
            if(!x) {
                break;
            }
        }
        return arr;
    }
}

稀疏数组

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：

例：

package com.qmcl.array;

public class Demo09 {
    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[][] arr = new int[11][11];
        arr[1][2] = 1;
        arr[2][3] = 2;
        System.out.println("输出原始数组:");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                System.out.print(arr[i][j] + "\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;    //有效值的个数
        for (int i = 0; i < 11; i++) {
            for (int j = 0; j < 11; j++) {
                if (arr[i][j] != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }
        System.out.println("有效值的个数是：" + sum);
        //创建一个稀疏数组
        int[][] arr1 = new int[sum+1][3];
        //下标0位置存储稀疏数组行列总数和有效值个数
        arr1[0][0] = 11;
        arr1[0][1] = 11;
        arr1[0][2] = sum;
        //遍历二维数组，将非0的值存储到稀疏数组中
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                if (arr[i][j] != 0) {
                    count++;
                    arr1[count][0] = i; //存储行到稀疏数组中
                    arr1[count][1] = j; //存储列到稀疏数组中
                    arr1[count][2] = arr[i][j]; //存储具体值到稀疏数组中
                }
            }
        }
        System.out.println("输出稀疏数组:");
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            System.out.println(arr1[i][0] + "\t" + arr1[i][1] + "\t" + arr1[i][2] + "\t");
        }
        System.out.println("---------------");

        System.out.println("输出还原后的数组：");
        //1.读取稀疏数组
        int[][] arr2 = new int[arr1[0][0]][arr1[0][1]];  //这里的长度其实就是11 11
        //2.给其中的元素还原它的值
        for (int i = 1; i < arr1.length; i++) {
            arr2[arr1[i][0]][arr1[i][1]] = arr1[i][2];
        }
        //3.打印出还原后的数组
        for (int[] i : arr2) {
            for (int j : i){
                System.out.print(j + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

以上。

java数组

原文：https://www.cnblogs.com/qmcl-biu/p/15137402.html