九、数组

1、什么是数组

数组是相同数据类型的有序集合

数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后顺序排列组合而成

每一个数据称为一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标访问

2、数组声明创建

声明数组变量的方法

dataType[] arrayRefVar;	//首选方法
&&
dataType arrayRefVar[];	//效果相同但不是首选

• 静态初始化

  //创建+赋值
  int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
  

• 动态初始化

  //包含默认初始化
  int[] b = new int[10];
  b[0] = 10;
  ...
  

• 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

  int类型初始化值为0,String类型初始化值为null

Java使用new操作符来创建数组

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arratSize];

数组的元素都是通过索引访问的，数组索引从0开始

获取数组长度arrays.length

• Java内存分析

  

  

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
• 数组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
• 数组的变量属于引用类型，数组可以看成是对象，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，数组对象本身实在堆中的。

数组边界区间

• 下标的合法区间：[0,length-1]，如果越界就会报错

ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常！

3、数组使用

计算数组之和

int[] array = {1,2,3,4,5};
int sum=0;

for(int i=0;i<array.length;i++){
    sum+=array[i];
}

System.out.println("sum="+sum);

查找数组最大元素

int[] array = {1,2,3,4,5};
int max=array[0];

for(int i=0;i<array.length;i++){
    if(max<array[i]){
        max=array[i];
    }
}

System.out.println("max="+max);

反转数组

public static int[] reverse(int[] arrays) {
    int[] resault = new int[arrays.length];
    for (int i = 0, j = arrays.length - 1; i < arrays.length; i++, j--) {
        resault[j] = arrays[i];
    }

    return resault;
}

4、多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，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

  //两行五列的数组
  int a[][] = new int[2][5];
  

二维数组使用

package com.kuang.array;

public class ArrayDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int [][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};

        /*
        * 1,2   array[0]
        * 2,3   array[1]
        * 3,4   array[2]
        * 4,5   array[3]
        */
        printArray(array);


    }

    public static void printArray(int[][] arrays) {
        for (int j = 0; j < arrays.length; j++) {
            for (int i = 0; i < arrays[j].length; i++) {
                System.out.print(arrays[j][i]+ " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

5、Arrays类

数组的工具类java.util.Arrays

package com.kuang.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={1,2,3,4,9999,3333,444,22121,412};

        System.out.println(a);
		
        //输出效果相同
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        printArray(a);
    }

    public static void printArray(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if(i==0){
                System.out.print("[");
            }
            if(i== arrays.length-1){
                System.out.print(arrays[i]+"]");
            }else{
                System.out.print(arrays[i]+", ");
            }
        }
    }
}

6、冒泡排序

package com.kuang.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 2, 3, 4, 9999, 3333, 444, 22121, 412};

        printArray(a);

        int[] b = bubbleSort(a);
        printArray(b);
    }

    public static void printArray(int[] arrays) {
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if (i == 0) {
                System.out.print("[");
            }
            if (i == arrays.length - 1) {
                System.out.print(arrays[i] + "]");
            } else {
                System.out.print(arrays[i] + ", ");
            }
        }
        System.out.println();
    }

    public static int[] bubbleSort(int[] arrays) {
        //1. 比较数组中两个相邻元素，如果第一个比第二个大，交换位置
        //2. 每次比较，会产生一个最大或最小的数
        //3. 下一轮可以少一次排序
        //4. 一次循环，直到结束
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < arrays.length - 1; i++) {
            boolean flag = false;   //通过flag标识位减少没意义的比较
            for (int j = 0; j < arrays.length - i - 1; j++) {
                if (arrays[j + 1] > arrays[j]) {
                    temp = arrays[j + 1];
                    arrays[j + 1] = arrays[j];
                    arrays[j] = temp;
                    flag=true;
                }
            }
            //两个数已经交换过一次,a0,a1,a2,a3===>a0,a2,a1,a3,
            //不需要再比较a2和a3,直接开始下一个循环比较a1和a3
            if(flag==true){
                break;
            }
        }
        return arrays;
    }
}

7、 稀疏数组

当一个数组中大部分元素为0，或者同一值的数组时，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，从而缩小程序的规模

package com.kuang.array;

import java.util.concurrent.ForkJoinPool;

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 创建一个二维数组，11*11,0无棋，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("输出原始的数组：");
        printArray(array1);

        //稀疏数组
        int[][] xishu=xiShuArray(array1);
        System.out.println("输出稀疏数组：");
        printArray(xishu);

        //还原稀疏数组
        System.out.println("还原稀疏数组：");
        int[][] huanyuan=huanYuan(xishu);
        printArray(huanyuan);
    }

    public static void printArray(int[][] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j <array[i].length; j++) {
                System.out.print(array[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    //转换为稀疏数组保存
    public static int[][] xiShuArray(int[][] array1){
        //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);

        //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，将非零值，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];
                }
            }
        }
        return array2;
    }

    //根据稀疏数组还原原始数组
    public static int[][] huanYuan(int[][] array){
        //1. 读取稀疏数组
        int[][] array3=new int[array[0][0]][array[0][1]];

        //2. 给其中的元素还原它的值
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            array3[array[i][0]][array[i][1]]=array[i][2];
        }
        return array3;
    }
}