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

  • 其中每一个数据成为一个数组元素,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 int[] num; num = new int[10];
//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];//int[] num = new int[10]
  • 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

简单内存分析

  • Java内存分析:

      • 存放new的对象和数组

      • 可以被所有的线程共享,不会存放别的对象引用

      • 存放基本变量类型(会包含这个基本类型的具体数值)

      • 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

      • 可以被所有的线程共享

      • 包含了所有的class和static变量

    • 常见错误:java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException,数组越界

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,他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

  • 其长度时确定的。数组一旦被创建,它的打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式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java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

数组使用

  • 普通的for循环

  • For-Each循环

int[] arrays = {1,2,3,4,5}
for(int array : arrays){
   System.out.println(array);
}
/**
1
2
3
4
5
**/
  • 数组作方法入参

//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrays){
   for(int i = 0;i < arrays.length; i++){
       System.out.print(arrays[i]+" ");
  }
}
  • 数组做返回值

//反转数组
public static void reverseArray(int[] arrays){
   int[] result  = new int[arrays.length];
   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,其每个元素都是一个一维数组

int[][] array = {{1,2,3},{2,3,4,},{3,4,5}};
int a[][] = new int[3][3];//可以看成三行三列的数组

Arrays类

  • 数组的工具类java.util.Arrays

  • 用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“,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操作

冒泡排序

  • 冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一,共有八大排序

  • 冒泡排序相当简单,两层循环,外层冒泡轮数,里层依次比较。

  • 我们看到嵌套循环们应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n^2)

  • 思考:如何优化


import java.util.Arrays;

public class demo1 {
   public static void main(String[] args) {
       int[] arrays = {1,7,4,22,21,11,2,42};
       sort(arrays);
       System.out.print(Arrays.toString(arrays));
  }

   public static void sort(int[] arrays){
       int flag = 0;
       for (int i = 0; i < arrays.length; i++){
           for (int j=i+1; j <arrays.length; j++){
               if (arrays[i] > arrays[j]){
                   flag = arrays[i];
                   arrays[i] = arrays[j];
                   arrays[j] = flag;
              }
          }
      }
  }

}
//[1, 2, 4, 7, 11, 21, 22, 42]

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(使用二维数组记录棋盘)

  • 分析问题:因为该二维数组很多值默认值是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

  • 演示:

public class test {
   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[][] array1 = new int[11][11];
       array1[1][2] = 1;
       array1[2][3] = 1;
       System.out.println("输出原始数组");

       for(int[] ints : array1){
           for (int anInt : ints){
               System.out.print(anInt+"\t");
          }
           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("有效个数为:"+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("输出稀疏数组");
       for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
           System.out.println(array2[i][0]+"\t"