【JavaSE】数组
前言
本文为Java数组相关知识，Java全栈学习路线可参考：【Java全栈学习路线】最全的Java学习路线及知识清单，Java自学方向指引，内含最全Java全栈学习技术清单~
一、数组概述
- 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他们
二、数组声明创建
1.数组的声明创建
- 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
- 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
- 获取数组的长度：
arrays.length
- 代码示例：
package com.wang.array;
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.定义
int nums2[];
nums=new int[10];//这里面可以存放10个int类型的数字
//3.给数组中元素赋值
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("总和为:"+sum);
}
}
2.内存分析
Java内存
- 堆：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
- 栈：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
3.三种初始化
- 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相同的方式被隐式初始化。
- 代码示例：
package com.wang.array;
public class Demo02 {
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()};
//动态初始化:包含默认初始化(int初始化为0,String初始化null)
int[] b=new int[10];
b[0]=10;
System.out.println(b[0]);
System.out.println(b[8]);
}
}
4.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。
5.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={1,2,3,4,5,6,7,8};
for(int i=0;i<=a.length;i++){
System.out.println(a[i]);
}
- java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常！
三、数组使用
package com.wang.array;
public class Demo03 {
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=0;i<arrays.length;i++){
if(arrays[i]>max){
max=arrays[i];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
}
一般使用步骤：
- For-Each循环
- 数组作方法入参
- 数组作返回值
代码示例：
package com.wang.array;
public class AarrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays={1,2,3,4,5};
//JDK1.5 没有下标
//For-Each循环
// for (int array : arrays) {
// System.out.println(array);
// }
printArray(arrays);
int[] reverse=reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//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[] reverse(int[] arrays){
int[] result=new int[arrays.length];
//反转的操作
for (int i=0,j=result.length-1;i<arrays.length;i++,j--){
result[j]=arrays[i];
}
return result;
}
}
四、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
- 二维数组
int a[][]=new int[2][5];
- 代码示例：
package com.wang.array;
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
int[][] array={ {1,2},{3,4},{4,5},{5,6} };
System.out.println(array[0][0]);
System.out.println(array[0][1]);
for(int i=0;i<array.length;i++){
for(int j=0;j<array[i].length;j++){
System.out.println(array[i][j]);
}
}
}
}
五、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，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。
-
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
-
Arrays类具有以下常用功能：
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方法比较数组中的元素值是否相等。
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。
-
代码示例：
package com.wang.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a={1,435,241,78,22,12421,66};
System.out.println(a);//[I@1b6d3586
//打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a));
printArray(a);
System.out.println();
System.out.println("====================================================");
Arrays.sort(a);//数组进行排序
System.out.println(Arrays.toString(a));
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.print(a[i]+"]");
}else{
System.out.print(a[i]+", ");
}
}
}
}
六、冒泡排序
- 冒泡排序是最为出名的排序算法之一，总共有八大排序
- 冒泡代码两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较
- 代码示例：
package com.wang.array;
import java.util.Arrays;
public class Array07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a={1,35,5558,213,32,436,57876,23};
int[] sorted=sort(a);//调用完冒泡排序后，返回一个排序后的数组
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
//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，都会产生一个最大，或者最小的数字
//3.下一轮可以少一次排序
//4.以此循环，直到结束
public static int[] sort(int[] array){
//外层循环，判断我们要走多少次
boolean flag=false;//通过flag标识减少没有意义的比较
for(int i=0;i<array.length-1;i++){
//n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]>array[j+1]){
int temp;
temp=array[j];
array[j]=array[j+1];
array[j+1]=temp;
flag=true;
}
}
if (flag==false){
break;
}
}
return array;
}
}
七.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，有多少个不同的值
- 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，从而缩小程序规模
-
代码示例：
需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能；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。
package com.wang.array;
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);
//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，将非零的值存放到稀疏数组中
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：");
//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
System.out.println("输出还原的数组");
for (int[] ints : array3) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
后记
Java全栈学习路线可参考：【Java全栈学习路线】最全的Java学习路线及知识清单，Java自学方向指引，内含最全Java全栈学习技术清单~
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