前言:

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什么是数组

  • 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。

数组的声明和创建

  • 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:

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    dataType[] arrayRefVar;  //首选的方法
    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:

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    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

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    //数组
    int [] array;//定义

    array = new int[20];

    array[0]=12;
    array[1]=11;
    array[2]=13;
    array[3]=21;
    array[4]=22;
    array[5]=11;
    System.out.println(array[0]);

三种初始化及内存分析

内存分析:

  • Java内存分析:

    fDacXF.png

  • 写代码画图分析内存

    fDDcdg.md.png

三种初始化:

  • 静态初始化

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    int[]a = {1,2,3};
    Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};
  • 动态初始化

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    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。

下表越界及小结

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组类型,包括基本类型和引用类型。
  • 数组变量为引用类型,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;

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    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(数组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。
    • 数组长度是确定的、不可变的。如果越界,则报异常:ArrayIndexOutofBounds

数组的使用

  • 普通循环遍历数组

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    int[]arrays = {1,2,3,4,5};
    //打印全部数组元素
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
    System.out.println(arrays[i]);
    }
    //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("和:"+sum);
    //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("最大数:"+max);
  • For-Each循环

  • 数组作方法入参

  • 数组作返回值

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    public static void main(String[] args) {
    int[]arrays = {1,2,3,4,5};
    //增强for循环
    for (int array : arrays) {
    System.out.println(array);
    }
    printArray(arrays);
    System.out.println("=============");
    int[] arrayR=reverse(arrays);
    printArray(arrayR);
    }
    //打印数组元素
    public static void printArray(int[]arrays){
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
    System.out.println(arrays[i]+"");
    }
    }
    //反转数组
    public static int[] reverse(int[]arrays){
    int[]arrayR = new int[arrays.length];
    //一个for循环定义两个变量
    for (int i=0,j = arrayR.length-1; i <arrays.length ; i++,j--) {
    arrayR[j]=arrays[i];
    }
    return arrayR;
    }

二位数组

  • 多维数组可以看成是数组的数组,比如二位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。

  • 二位数组

    int a[][] = new int [2][5];

  • 解析:二位数组a可以看成一个两行三列的数组。

  • 思考:多维数组的使用?

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    //二维数组使用
    int[][] array = {{1,2},{3,4},{5,6}};
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
    System.out.println(array[i][j]);
    }
    }

Arrays类讲解

  • 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”对象来调用(不用!=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。
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    public static void main(String[] args) {
    int []a={12312,451241,3,422,3,66,12312,534534,98};
    //打印数组元素Arrays.toString()
    System.out.println(Arrays.toString(a));
    System.out.println("=============================================");
    printArray(a);//调用方法

    //数组排序 Arrays.sort() 升序
    System.out.println("=============================================");
    Arrays.sort(a);
    System.out.println(Arrays.toString(a));

    //数组填充 Arrays.fill
    System.out.println("=============================================");
    Arrays.fill(a,0);
    Arrays.fill(a,2,5,66);//2~5之间被66填充
    System.out.println(Arrays.toString(a));

    }
    //自定义Arrays.toString()打印数组方法
    //不要重复造轮子
    public static void printArray(int[]arr){

    for (int i=0;i< arr.length;i++) {
    if(i==arr.length-1){
    System.out.print(arr[i]+"]\n");
    }else if(i==0){
    System.out.print("["+arr[i]+", ");
    }else{
    System.out.print(arr[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。

    frWj2D.gif

  • 冒泡的代码还是相当简单的,两层训话你,外层冒泡轮数,里层依次比较,几乎人尽皆知。

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

  • 思考:如何优化?

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    public static void main(String[] args) {
    int[] a={3,42,6,56,2,5,22,33,4,32,9};

    int []sort=sort(a);
    System.out.println(Arrays.toString(sort));

    }
    //冒泡排序
    //1.比较数组中两个相领的元素,第二个比第一个大,就交换位置
    //2.每次比较都会产生一个最大或者最小的数字
    //3.下一轮则可以少一次排序,依次循环

    public static int[] sort(int[]array){
    //临时变量
    int temp = 0;
    boolean flag = false;
    //外层循环
    for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
    //内层循环,如果第一个比第二个大,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;
    }
    }
    //简单优化,减少不必要的循环
    if(flag==false){
    break;
    }
    }
    return array;
    }

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。

    frDbUe.png

  • 分析问题:因为该二位数组的很多值默认为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时:

    • 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。

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    public static void main(String[] args) {
    //创一个二位数组11*11 0:没旗子 1:黑棋 2:白棋
    int [][] array1 = new int[11][11];
    array1[1][2]=1;
    array1[2][3]=2;
    //输出原始数组
    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
    //1.获取有效值个数
    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
    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,将非零的值存入稀疏数组
    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];
    }
    }
    }
    System.out.println("输出稀疏数组");
    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. 给其中的元素还原值
    for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
    array3[array2[i][0]][array2[i][1]]=array2[i][2];
    }

    //输出原始数组
    System.out.println("输出原始数组");
    for (int[] ints : array3) {
    for (int anInt : ints) {
    System.out.print(anInt+"\t");
    }
    System.out.println();
    }

    }