Java学习笔记(五)数组
1、数组概述
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。
2、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 {
//变量的类型 变量的名字 = 变量的值;
//数组类型
public static void main(String[] args) {
int[] nums; //1.声明一个数组
//int nums[]; 这种方式也可以,建议上面那种
nums = new int[10]; //2.创建一个数组 这里面可以存放10个int类型的数字
//可以将声明创建写一起:int[] nums = new int[10];
//给数组元素中赋值
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: array.length
for (int i = 0; i < nums.length; i++){
sum = sum + nums[i];
}
System.out.println("总和为:"+sum);
}
}
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 = {1,2,3,4,5,6,7,8};
System.out.println(a[0]);
//Man[] mans = {new Man(),new Man()}; 引用类型数组
//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]);
}
- ArraylndexOutOfBoundsException: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
3、数组使用
- 普通型for循环
public class ArrayDemo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印全部的数组元素
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.println(arrays[i]);
}
System.out.println("===========");
//计算所有元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
sum += arrays[i];
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("===========");
//查找最大元素
int max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
if(arrays[i]>max){
max = arrays[i];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
}
- 增强型for循环
for (元素类型 元素名称 : 遍历数组(集合)(或者能进行迭代的)){
语句
}
- 数组作方法入参
- 数组作返回值
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);
// }
// printArray(arrays);
int[] revers = revers(arrays);
printArray(revers);
}
//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]+" ");
}
}
//反转数组
public static int[] revers(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//下面是反转步骤
for (int i = 0,j = result.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
}
4、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。
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//[4][2] 四行两列
/*
1,2 array[0]
2,3 array[1]
3,4 array[2]
4,5 array[3]
*/
int [][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
printArray(array[0]);
System.out.println(array[1][0]);
System.out.println(array[1][1]);
System.out.println("=========");
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.println(array[i][j]);
}
}
}
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}
}
5、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。
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,4,212,323,434,2223,23};
System.out.println(a); //哈希码 [I@1b6d3586
//打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println("=========================");
printArray(a);
System.out.println("=========================");
Arrays.sort(a);//数组进行排序:升序
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println("=========================");
Arrays.fill(a,0);//数组填充
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.println(a[i]+"]");
}else {
System.out.print(a[i]+", ");
}
}
}
}
6、冒泡排序
- 总共有八大排序,冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一
- 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。
- 我们看到嵌套循环,应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n^2)。
import java.util.Arrays;
//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打,就交换它们的位置
//2.每一次比较,都会产生一个最大,或最小的数字
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环,直到结束
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {2121,3233,232,1153,5563,6453};
int[] sort = sort(a); //调用自己写的排序方法以后,返回一个排序后的数组
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
public static int[] sort(int[] array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环,判断我们要走多少次
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
boolean flag = false;//通过flag标识位减少没有意义的比较
//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){ //优化:如果原本就有序,则可直接跳出循环
break;
}
}
return array;
}
}
7、稀疏数组
- 需求:编写五子棋游戏,有存盘退出和续上盘功能。
- 分析问题:因为该二维数组的很多值是默认值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
public class ArrayDemo08 {
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] = 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);
//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,将非零的数。存放在稀疏数组中
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("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");
//读取稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
//2.给其中的元素还原他的值
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
//3.打印
System.out.println("输出还原数组");
for (int[] ints : array3) {
for (int anInt :ints){
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}