数组概述

定义：数组是相同类型数据的有序集合。其中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来访问它们。

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： array.length

package com.wang.array;

public class Demo01 {
    //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
        nums = new int[10]; //2.创建一个数组
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            nums[i]=i+1;
        }   //3.给数组中的元素赋值

        System.out.println(nums[3]);

        //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};	//创建+赋值
Man[] mans={new Man(1,1),new Man(2,2)};

动态初始化

int[] a = new int[2];//包含默认初始化
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。

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
• 元素必须是相同类型，不允许出现混合类型
• 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]);
}

ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常

数组使用

public class Demo03 {
    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);
        }
        System.out.println("============");
        printArray(arrays);

        System.out.println("============");
        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.println(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;
    }
}

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];

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {

        //[4][2]
        /*
        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[2]);
        System.out.println(array[0][0]);
        System.out.println(array[0][1]);

        //遍历
        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.println(arrays[i]+" ");
        }
    }
}

Arrays类

数组的工具类java.util.Arrays。

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。

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 Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};

        System.out.println(a);  //[I@1540e19d
        //打印数组元素
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        printArray(a);

        Arrays.sort(a);//数组进行排序：升序
        System.out.println(Arrays.toString(a));

        Arrays.fill(a,2,4,0);//数组填充
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }

    //重复造轮子
    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]+", ");
            }
        }

    }
}

冒泡排序

public class Demo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //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，都会产生出一个最大，或者最小的数字
        //3.下一轮则可以少一次排序！
        //4.依次循环，直到结束

        int[] a={1,3,4,6,2,68,35,78,43};
        int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法后，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;
        boolean flag = false;//通过flag标识位减少没有意义的比较1

        //外层循环，判断我们这个要走多少次；
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            //内层循环，比价判断两个数，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[i];
                    array[j]=array[j+1];
                    array[j+1]=temp;
                    flag=true;
                }
            }
            if(flag==false){
                break;
            }
            }
        return array;
        }
    }

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(n2)。

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

public class Demo07 {
    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();
        }

        //转换为稀疏数组保存
        //1.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");
        }
        
        //稀疏数组还原
        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("输出原始的数组");
        for (int[] ints:array1){
            for (int anInt:ints){
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}