目录
数组的基本概念及作用
数组的声明的两种方式:
数组创建的三种方式:
数组的访问与迭代(遍历)
数组赋值机制
数组拷贝
数组反转
数组添加/扩容
排序
查找
多维数组-二维数组
数组的基本概念及作用
• Java中 数组是相同数据类型元素的集合
• 数组本身是引用数据类型,即对象。(下章面向对象讲)但是数组可以存储基本数据类型, 也可以存储引用数据类型。
数组的声明的两种方式:
• 数据类型 [] 数组名字 例如:int [] a;
• 数据类型 数组的名字 [] 例如: int a [];
• 注意: 在Java语言中两种声明方法没有任何区别,但是建议大家用第一种, 避免混淆a的数据类型
例 // int [] c,d;(建议的)
// int c[],d;(不建议) 容易混淆有歧义,误以为int c[]数组 ,int d 变量
数组创建的三种方式:
● 声明数组的同时,根据指定的长度分配内存,但数组中元素值都为数组类型默认的初始化值
例:int类型 0 ; float类型 0.0 ; string类型 null;......
创建数组时必须明确数组的容量,容量一旦确定,不能改变
//动态创建数组 (没有为元素赋值,可以结合for循环进行赋值)
int[] ary0 = new int[10]; // 创建了一个容量为10的int型数组
● 声明数组并分配内存,同时将其初始化
//静态创建数组,创建数组时,为数组赋值,容量就由值的个数决定
int[] ary1 = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
● 与前一种方式相同,仅仅只是语法相对简略
int[] ary2 = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(Arrays.toString(ary0));
// Java通过Arrays.toString(a)这个方法,把数组以字符串的形式输出 便于调试,
// 若不加则数组会被当作对象,输出的是在内存中存储的地址[I@4554617c
加了后实际结果为 [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]
例如
public static void main(String[] args) {
int[] a = new int[5]; //创建了一个容量为5的数组
//若不用Arrays.toString此时输出的是数组的地址[I@1d6b3586
int b[] = new int[10]; //创建了一个容量为10的数组
System.out.println(Arrays.toString(a)); //Arrays.toString(a)把数组以字符串的形式输出 便于调试
System.out.println(Arrays.toString(b));
//创建数组时,为数组赋值,容量就由值的个数决定
int[] c = new int[]{1,2,3,4,5,6,7}; // Arrays.toString 使用时自动会匹配对应类型的方法
// int[] c = {1,2,3,4,5,6,7}; //Java中若明确数组的值,那也可以直接这样写
System.out.println(Arrays.toString(c));
char [] chars = new char[5];
System.out.println(Arrays.toString(chars));
}
结果:[0,0,0,0,0]
[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]
[1,2,3,4,5,6,7]
[ , , , , ]
数组的访问与迭代(遍历)
数组元素的访问: 数组里面可以存储多个值,如何访问(赋值,获取)数组中的每个值
数组中每个空间,都有一个下标( 索引 index 编号)
• 数组名字[索引]
数组中每个空间,都有一个下标(索引 index 、编号、)
• 索引的特点:• 数组的索引从0开始。
• 索引的数据类型是整数
• 索引最大值和数组长度始终差1 即 最大索引 为 (数组长度-1)
//数组内部的空间都必须是连续的
例如 [1,2,3,4,5]
则他的索引是 0 1 2 3 4
例如 int [] a = new int[5];
a[0] = 2;
a[1] = 5;
a[2] = 4;
a[3] = 8;
a[4] = 10;
// a[5] = 10; //数组索引越界
也不能是a[-1]=10; //索引以0开始
System.out.println(Arrays.toString(a));
/* 报错 出现了异常 Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException:
5 at day1.Demo2.main(Demo2.java:24) */
//System.out.println(a[2]); 结果是4
数组遍历 : 取出数组中每一个值 // index 0 -- ->长度-1
可通过 数组名+索引号 访问数组中的某个位置
例如:
public static void main(String[] args) {
int [] a = new int[5];
a[0] = 2;
a[1] = 5;
a[2] = 4;
a[3] = 8;
a[4] = 10; // index (索引) 从0开始 ---->到 长度-1
如何知道一个数组长度是多少?
System.out.println(a.length); 结果是5,所以长度为5
如何去除数组每一个值?(数组遍历) 利用for循环,结合数组特征
for(int i=0;i<a.length;i++){
System.out.println(a[i]); 结果:2 5 4 8 10
}
}
数组迭代(遍历)的两种方式:
第一种:for循环 特点:每次从数组中取出一个元素,用到了索引,遍历可以任意从某个值开始,截止到某一个值就停止
例 int [] b1 = new int []{1,2,3,4,5,6,7};
数组的迭代 (遍历)
for(int i =0;i<b1.length;i++){
System.out.println(b1[i]);
}
结果 1 2 3 4 5 6 7
普通 for循环 --->遍历可以任意从某个值开始,截止到某一个值就停止
例如 例 int [] b1 = new int []{1,2,3,4,5,6,7};
数组的迭代 (遍历)
for(int i =2;i < b1.length-1 ; i++){
System.out.println(b1[i]);
}
结果 3 4 5 6
第二种:增强for循环 (简化了for循环语句) 特点(隐藏遍历的细节 每次从数组中取出一个元素 但只能一次性遍历完每个值,不能随意从某个值开始或截止)
int [] b1 = new int []{1,2,3,4,5,6,7};
for(数组元素的类型 临时变量名字 :数组的名字){
System.out.println(临时变量名字 );
}
即:
for(int x:b1){
System.out.println(x);
}
结果仍然是 1 2 3 4 5 6 7
数组使用注意事项和细节
1) 数组是多个相同类型数据的组合,实现对这些数据的统一管理
2) 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,但是不能混用。
3) 数组创建后,如果没有赋值,有默认值
int 0,short 0, byte 0, long 0, float 0.0,double 0.0,char \u0000,boolean false,String null
4) 使用数组的步骤 1. 声明数组并开辟空间 2 给数组各个元素赋值 3 使用数组
5) 数组的下标是从 0 开始的。
6) 数组下标必须在指定范围内使用,否则报:下标越界异常,比如
int [] arr=new int[5]; 则有效下标为 0-4
7) 数组属引用类型,数组型数据是对象(object)
数组赋值机制
1) 基本数据类型赋值,这个值就是具体的数据,而且相互不影响。
int n1 = 2; int n2 = n1;
2) 数组在默认情况下是引用传递,赋的值是地址。
看一个案例,并分析数组赋值的内存图(重点, 难点. )。
int[] arr1 = {1,2,3};
int[] arr2 = arr1;
数组拷贝
编写代码 实现数组拷贝(内容复制) ArrayCopy.java
将 int[] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2 数组, 要求数据空间是独立的.
public static void main(String[] args) {
//将 int[] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2 数组,
//要求数据空间是独立的. int[] arr1 = {10,20,30};
//创建一个新的数组 arr2,开辟新的数据空间
//大小 arr1.length;
int[] arr2 = new int[arr1.length];
//遍历 arr1 ,把每个元素拷贝到 arr2 对应的元素位置
for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
arr2[i] = arr1[i];
}
//修改 arr2, 不会对 arr1 有影响. arr2[0] = 100;
//输出 arr1
System.out.println("====arr1 的元素====");
for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
System.out.println(arr1[i]);//10,20,30
}
//
System.out.println("====arr2 的元素====");
for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
System.out.println(arr2[i]);//
}
}
数组反转
要求:把数组的元素内容反转。 ArrayReverse.java
arr {11,22,33,44,55,66}
{66, 55,44,33,22,11}
方式 1:通过找规律反转 【思路分析】
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
//思路
//规律
//1. 把 arr[0] 和 arr[5] 进行交换 {66,22,33,44,55,11}
//2. 把 arr[1] 和 arr[4] 进行交换 {66,55,33,44,22,11}
//3. 把 arr[2] 和 arr[3] 进行交换 {66,55,44,33,22,11}
//4. 一共要交换 3 次 = arr.length / 2
//5. 每次交换时,对应的下标 是 arr[i] 和 arr[arr.length - 1 -i]
//代码
//优化
int temp = 0;
int len = arr.length; //计算数组的长度
for( int i = 0; i < len / 2; i++) {
temp = arr[len - 1 - i];//保存
arr[len - 1 - i] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
System.out.println("===翻转后数组===");
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");//66,55,44,33,22,11
}
}
方式 2:使用逆序赋值方式
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
//使用逆序赋值方式
//思路
//1. 先创建一个新的数组 arr2 ,大小 arr.length
//2. 逆序遍历 arr ,将 每个元素拷贝到 arr2 的元素中(顺序拷贝)
//3. 建议增加一个循环变量 j -> 0 -> 5
int[] arr2 = new int[arr.length];
//逆序遍历 arr
for(int i = arr.length - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
arr2[j] = arr[i];
}
//4. 当 for 循环结束,arr2 就是一个逆序的数组 {66, 55, 44,33, 22, 11}
//5. 让 arr 指向 arr2 数据空间, 此时 arr 原来的数据空间就没有变量引用
// 会被当做垃圾,销毁
arr = arr2;
System.out.println("====arr 的元素情况=====");
//6. 输出 arr 看看
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
}
数组添加/扩容
要求:实现动态的给数组添加元素效果,实现对数组扩容。ArrayAdd.java
1) 原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
2) 增加的元素 4,直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
3) 用户可以通过如下方法来决定是否继续添加,添加成功,是否继续?y/n
代码
import java.util.Scanner;
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
/*
要求:实现动态的给数组添加元素效果,实现对数组扩容。ArrayAdd.java
1.原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
2.增加的元素 4,直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
3.用户可以通过如下方法来决定是否继续添加,添加成功,是否继续?y/n
思路分析
1. 定义初始数组 int[] arr = {1,2,3}//下标 0-2
2. 定义一个新的数组 int[] arrNew = new int[arr.length+1];
3. 遍历 arr 数组,依次将 arr 的元素拷贝到 arrNew 数组
4. 将 4 赋给 arrNew[arrNew.length - 1] = 4;把 4 赋给 arrNew 最后一个元素
5. 让 arr 指向 arrNew ; arr = arrNew; 那么 原来 arr 数组就被销毁
6. 创建一个 Scanner 可以接受用户输入
7. 因为用户什么时候退出,不确定,老师使用 do-while + break 来控制
*/
Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
//初始化数组
int[] arr = {1,2,3};
do {
int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
//遍历 arr 数组,依次将 arr 的元素拷贝到 arrNew 数组
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
arrNew[i] = arr[i];
}
System.out.println("请输入你要添加的元素");
int addNum = myScanner.nextInt();
//把 addNum 赋给 arrNew 最后一个元素
arrNew[arrNew.length - 1] = addNum;
//让 arr 指向 arrNew, arr = arrNew;
//输出 arr 看看效果
System.out.println("====arr 扩容后元素情况====");
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
//问用户是否继续
System.out.println("是否继续添加 y/n");
char key = myScanner.next().charAt(0);
if( key == 'n') { //如果输入 n ,就结束
break;
}
}while(true);
System.out.println("你退出了添加...");
}
}
排序
排序是将多个数据,依指定的顺序进行排列的过程。
排序的分类:
内部排序:
指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器中进行排序。包括(交换式排序法、选择式排序法和插入式排序法)
外部排序法:
数据量过大,无法全部加载到内存中,需要借助外部存储进行排序。包括(合并排序法和直接合并排序法)。
冒泡排序
思想:每次取出相邻的两个元素进行比较,把较大的向后移动,小的向前移动
例如: {5,4,3,2,1};
4,3,2,1,5
3,2,1,4,5
2,1,3,4,5
1,2,3,4,5
public static void main(Strings args){
int[] a = {5,4,3,2,1};
for(int i = 0;i < a.length-1;i++){//比较的趟数
for(int j = 0;j<a.length-1-i;j++){
if(a[j]>a[j+1]){//比较
int temp = a[j];//先寄存一个大的
a[j] = a[j+1];
a[j+1] = temp;//交换
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
结果:[1, 2, 3, 4, 5]
数据结构演示参考网站
https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.html
https://visualgo.net/en
选择排序
从第一个元素开始,与后面的每一个元素进行比较,把较小的元素与当前元素进行交换
选择排序:从 待排序序列 中,按指定规则选出某一元素,再依照规定交换位置后达到排序目的。从 待排序序列 中找出 最小值,与下标 0 位置元素 交换。之后在剩余元素中找出 最小值,与下标 1 元素 交换。以此类推,直到完成。
例如
public static void main(String[] args) {
int[] a = {5,1,4,3,2};
for(int i=0;i<a.length-1;i++){
for(int j=i+1;j<a.length;j++){
if(a[i]>a[j]){
int temp = a[i];
a[i] = a[j+1];
a[j] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
优化后:
public static void main(String[] args) {
int[] a = {5,1,4,0,2};
for(int i=0;i<a.length-1;i++){
int minIndex = i;//i=0 假设第一个就是最小的
for(int j=i+1;j<a.length;j++){
if(a[minIndex]>a[j]){
minIndex = j; //minindex记录最小值所在的位置
}
}
int temp = a[minIndex]; //内层循环体外;一趟比较完成后,只交换一次即可
a[minIndex] = a[i];
a[i] = temp;
}
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
查找
介绍: 在 java 中,我们常用的查找有两种:
1) 顺序查找 SeqSearch.java
2) 二分查找【二分法,我们放在算法讲解】
6.12.2 案例演示:
1) 有一个数列:白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王猜数游戏:从键盘中任意输入一个名称,判断数列中是否
包含此名称【顺序查找】 要求: 如果找到了,就提示找到,并给出下标值
import java.util.Scanner;
public class SeqSearch {
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
/*
有一个数列:白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王猜数游戏:
从键盘中任意输入一个名称,判断数列中是否包含此名称【顺序查找】
要求: 如果找到了,就提示找到,并给出下标值
思路分析
1. 定义一个字符串数组
2. 接收用户输入, 遍历数组,逐一比较,如果有,则提示信息,并退出
*/
//定义一个字符串数组
String[] names = {"白眉鹰王", "金毛狮王", "紫衫龙王", "青翼蝠王"};
Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入名字");
String findName = myScanner.next();
//遍历数组,逐一比较,如果有,则提示信息,并退出
//给大家一个编程思想/技巧, 一个经典的方法
int index = -1;
for(int i = 0; i < names.length; i++) {
//比较 字符串比较 equals, 如果要找到名字就是当前元素
if(findName.equals(names[i])) {
System.out.println("恭喜你找到 " + findName);
System.out.println("下标为= " + i);
//把 i 保存到 index
index = i;
break;//退出
}
}
if(index == -1) { //没有找到
System.out.println("sorry ,没有找到 " + findName);
}
}
}
多维数组-二维数组
多维数组我们只介绍二维数组。
二维数组的应用场景
比如我们开发一个五子棋游戏,棋盘就是需要二维数组来表示。
快速入门案例:
public class TwoDimensionalArray01 {
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
/*
请用二维数组输出如下图形
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 2 0 3 0 0
0 0 0 0 0 0
*/
//什么是二维数组:
//老韩解读
//1. 从定义形式上看 int[][]
//2. 可以这样理解,原来的一维数组的每个元素是一维数组, 就构成二维数组
int[][] arr = { {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 1, 0, 0, 0},
{0,2, 0, 3, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0} };
//关于二维数组的关键概念
//(1)System.out.println("二维数组的元素个数=" + arr.length);
//(2) 二维数组的每个元素是一维数组, 所以如果需要得到每个一维数组的值
// 还需要再次遍历
//(3) 如果我们要访问第 (i+1)个一维数组的第 j+1 个值 arr[i][j];
// 举例 访问 3, =》 他是第 3 个一维数组的第 4 个值 arr[2][3]
System.out.println("第 3 个一维数组的第 4 个值=" + arr[2][3]); //3
//输出二维图形
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历二维数组的每个元素
//遍历二维数组的每个元素(数组)
//老韩解读
//1. arr[i] 表示 二维数组的第 i+1 个元素 比如 arr[0]:二维数组的第一个元素
//2. arr[i].length 得到 对应的 每个一维数组的长度
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
System.out.print(arr[i][j] + " "); //输出了一维数组
}
System.out.println();//换行
}
}
}
使用方式 1: 动态初始化
1) 语法: 类型 数组名=new 类型大小
2) 比如: int a=new int2
3) 使用演示
4) 二维数组在内存的存在形式(!!画图)
代码
public class TwoDimensionalArray02 {
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
//int arr[][] = new int[2][3];
int arr[][]; //声明二维数组
arr = new int[2][3];//再开空间
arr[1][1] = 8;
//遍历 arr 数组
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {//对每个一维数组遍历
System.out.print(arr[i][j] +" ");
}
System.out.println();//换行
}
}
}
使用方式 2: 动态初始化
先声明:类型 数组名; TwoDimensionalArray02.java
再定义(开辟空间) 数组名 = new 类型大小
赋值(有默认值,比如 int 类型的就是 0)
使用演示
使用方式 3: 动态初始化-列数不确定
public class TwoDimensionalArray03 {
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
/*
看一个需求:动态创建下面二维数组,并输出
i = 0: 1
i = 1: 2 2
i = 2: 3 3 3 一个有三个一维数组, 每个一维数组的元素是不一样的
*/
//创建 二维数组,一个有 3 个一维数组,但是每个一维数组还没有开数据空间
int[][] arr = new int[3][];
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历 arr 每个一维数组
//给每个一维数组开空间 new
//如果没有给一维数组 new ,那么 arr[i]就是 null
arr[i] = new int[i + 1];
//遍历一维数组,并给一维数组的每个元素赋值
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
arr[i][j] = i + 1;//赋值
}
}
System.out.println("=====arr 元素=====");
//遍历 arr 输出
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
//输出 arr 的每个一维数组
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
System.out.print(arr[i][j] + " ");
}
System.out.println();//换行
}
}
}
使用方式 4: 静态初始化
定义 类型 数组名 = {{值 1,值 2..},{值 1,值 2..},{值 1,值 2..}}
使用即可 [ 固定方式访问 ]
比如:
int arr = {{1,1,1}, {8,8,9}, {100}};
解读
\1. 定义了一个二维数组 arr
\2. arr 有三个元素(每个元素都是一维数组)
\3. 第一个一维数组有 3 个元素 , 第二个一维数组有 3 个元素, 第三个一维数组有 1 个元素
案例 :int arr={{4,6},{1,4,5,7},{-2}}; 遍历该二维数组,并得到和
public class TwoDimensionalArray05 {
//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
/*
int arr[][]={{4,6},{1,4,5,7},{-2}}; 遍历该二维数组,并得到和
思路
1. 遍历二维数组,并将各个值累计到 int sum
*/
int arr[][]= {{4,6},{1,4,5,7},{-2}};
int sum = 0;
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
//遍历每个一维数组
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
sum += arr[i][j];
}
}
System.out.println("sum=" + sum);
}
}
二维数组使用细节和注意事项
1) 一维数组的声明方式有:
int[] x 或者 int x[]
2) 二维数组的声明方式有:
int y 或者 int[] y[] 或者 int y
3) 二维数组实际上是由多个一维数组组成的,它的各个一维数组的长度可以相同,也可以不相同。比如: map 是一个二维数组
int map = {{1,2},{3,4,5}}
由 map[0] 是一个含有两个元素的一维数组 ,map[1] 是一个含有三个元素的一维数组构成,我们也称为列数不等的二维数组