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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

  • 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
public class ArrayDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums;// 1.声明一个数组
        nums = new int[10];// 2.创建一个数组
        // 3.给数组元素赋值
        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;

        // 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+=nums[i];
        }
        System.out.println(sum);
    }}

内存分析

  • Java内存分析:

Java数组 初学 第四部分_Java数组

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。
public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 静态初始化:创建 + 赋值
        int[] a = {1,2,3,4,5,6,7};
        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;
        b[1]=10;

        System.out.println(b[0]);
        System.out.println(b[1]);
        System.out.println(b[2]);
        System.out.println(b[3]);
    }}

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-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: ArraylndexOutofBounds

数组使用

  • For-Each循环
public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        // JDK1.5  没有下标
        for (int array : arrays ) {
            System.out.println(array);
        }
    }}

  • 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]+" ");
    }}

  • 数组作为返回值
// 反转数组public static int[] reverse(int[] arrays){
    int[] result = new int[arrays.length];

    // 反转操作
    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可看成一个两行五列的数组。
public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                System.out.println(array[i][j]);
            }
        }
    }}

Array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。
import java.util.Arrays;public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] a = {1,32,5,6,954,656,5,656,5};
        System.out.println(a);// [I@1b6d3586

        // 打印数组元素
        System.out.println(Arrays.toString(a));

        Arrays.sort(a);// 数组进行排序:升序
        printArray(a);

        // Arrays.fill(a,0);
        Arrays.fill(a,2,4,0);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    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.print(a[i]+"]\n");
            }else{
                System.out.print(a[i]+", ");
            }
        }
    }}

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!
import java.util.Arrays;public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        // 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,或者最小的数字;
        // 3.下一轮则可以少依次排序!
        // 4.一次循环,直到结束!
        int[] array = {1,5,45,451,847,5,13,84,48,4,545,41,53,2};
        sort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }

    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++) {
            // 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++) {
                if(array[j+1]<array[j]){
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }}

  • 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。
  • 我么看到嵌套循环,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?
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {

    boolean flag = false;
    // 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++) {
        if(array[j+1]<array[j]){
            temp = array[j];
            array[j] = array[j+1];
            array[j+1] = temp;
            flag = true;
        }
    }
    if(flag==false){
        break;
    }}

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

Java数组 初学 第四部分_Java数组_02

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("输出原始的数组:");

        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("有效值的个数:"+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;

        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
        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];
        }

        // 3.打印
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
 }

感谢B站狂神说,让我学到这些
希望我的教程能帮助到你,如有不足之处,希望大佬指出