Java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[] arrayRefVar; //首选的方法
或
dataType arrayRefVar[]; //效果相同，但不是首选方法，因为该写法是早些年为了迎合C语言的程序员而设置的
  • Java 语言使用 new 操作符来创建数组(分配空间)，语法如下：
dataType[] arrayRefVar = new dataTypr[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

声明和创建一起写的语法：

int[] num = new int[10];

内存分析

  • Java 内存分析：
     

三种初始化

  • 静态初始化(创建+赋值)
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际变量，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中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，都是保存在堆中的。

数组边界

  • 下标的合法区间：[0，length-1]，如果越界就会报错；
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

数组的使用

  • For-Each 循环
  • 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
int a[][] = new int [2][5];
  • 解析：以上二维数组 a 可以看成一个两行五列的数组。

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查找法操作。
//打印数组元素
Arrays.toString(a); //一般直接输出用
Arrays.sort(a); //数组进行排序：升序
Arrays.fill(a,0);//数组填充
Arrays.fill(a,2,4,0);//把数组中下标2~4填充为0(左闭右开)

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，江湖中人人皆知。
  • 思路
  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，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 main(String[] args) {
        int[] a = {3, 2, 6, 8, 4};
        int[] sort = sort(a);

        System.out.println(Arrays.toString(sort));
    }

    public static int[] sort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
                int a;
                if (array[j - 1] > array[j]) {
                    a = array[j - 1];
                    array[j - 1] = array[j];
                    array[j] = a;
                }
            }
        }
        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。
  • 分析问题：因为该二维数组的很多值默认值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，或者为同一值得数组时，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
  • 把具有不同值得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

 

稀疏数组就是把正常的数组的有效信息进行提取、简化而得来的。

//11*11的棋盘  1为黑棋    2为白棋
        int[][] array = new int[11][11];
        array[3][4] = 1;
        array[4][5] = 2;
        //遍历数组
        for (int[] ints : array) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("========================");
        //转换为稀疏数组
        //统计有多少个有效数字

        int sum = 0;
        for (int[] ints : array) {
            for (int anInt : ints) {
                if (anInt != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }
        //创建稀疏数组
        int x = 1;
        int[][] array2 = new int[sum + 1][3];
        array2[0][0] = 11;
        array2[0][1] = 11;
        array2[0][2] = sum;
        //初始化
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                if (array[i][j] != 0) {
                    array2[x][0] = i;
                    array2[x][1] = j;
                    array2[x][2] = array[i][j];
                    x++;
                }
            }
        }
        //遍历
        for (int[] ints : array2) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("========================");
        //还原
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] =