Java数组

一.数组概述

1.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，每一个数据被称为一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们

二.数组声明创建

1.声明数组

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[] arrRefVar;   //首选方法
//或
dataType arrRefVar[] ;   //效果相同，但不是首先方法  

例如：
int[] nums;   //首选
int nums[];
String[] args;

2.创建数组

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

arrRefVar = new dataType[arraySize];

声明+创建

dataType[] arrRefVar = new dataType[arraySize];

3.数组索引

数组的元素是通过索引进行访问的，数组索引从0开始

4.数组长度

arrays.lenths

5.三种初始化方法

• 静态初始化 创建+赋值

int[] a = {1,2,3}

• 动态初始化

int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;

• 数组的默认初始化 所有值均为0

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，其中的每个元素是也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化

6.内存分析

7.数组总结

• 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
• 其元素类型必须是相同类型的，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
• 数组变量属于引用类型，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中对象是在堆中出现的，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。

8.数组边界

下标的合法区间：[0,length-1]

ArrayIndexOutOfBoundsException:下标越界异常

9.小结

• 数组是相同类型（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
• 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsException

三.数组使用

1.普通的for循环

2.for-each循环

针对数组的增强型循环,它能在不使用下标的情况下遍历数组

for(type element:array){
    System.out.println("element");
}

3.数组方法入参

4.数组做返回值

package www.lyd.Scanner;

public class Demo19 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {10, 20, 15, 14, 2};

        //利用普通的for 循环求max和sum
        int sum = 0;
        int max = nums[0];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            System.out.println(nums[i]);
            sum += nums[i];
            if (max < nums[i]) {
                max = nums[i];
            }
        }
        System.out.println("所有元素的总和：" + sum);
        System.out.println("最大值:" + max);


        //增强型的for循环
        for (int num : nums) {
            System.out.print(num + "  ");
        }
        
        
        int[] reverse = reverse(nums);    //数组作为参数
        printArray(reverse);    
    }

    
    //反转数组方法
    public static int[] reverse(int[] nums) {
        int[] result = new int[nums.length];    //创建新数组，长度与nums相同
        for (int i = 0, j = result.length - 1; i < nums.length; j--, i++) {
            result[j] = nums[i];
        }
        return result;
    }

    //打印数组的方法
    public static void printArray(int[] nums) {
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            System.out.print(nums[i]+"  ");
        }
    }
}

四.多维数组

1.定义

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

2.例子

int a[][] = new int[2][5];
//可以看成是一个两行五列的数组

package www.lyd.Scanner;

public class Demo20 {
    public static void main(String[] args) {
        int [][] nums = {{1,2},{2,3},{8,9}};
        System.out.println("*************************************");
        System.out.println("打印二维数组中的每一个数");
        System.out.print(nums[0][0]+"  ");
        System.out.print(nums[0][1]+"  ");
        System.out.print(nums[1][0]+"  ");
        System.out.print(nums[1][1]+"  ");
        System.out.print(nums[2][0]+"  ");
        System.out.println(nums[2][1]+"  ");

        System.out.println();
        System.out.println("*************************************");
        System.out.println("打印数组的维度");
        System.out.println(nums.length+"  "+ nums[0].length);

        System.out.println();
        System.out.println("*************************************");
        System.out.println("用遍历的方法打印数组");
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums[0].length; j++) {
                System.out.print(nums[i][j] +"  ");
            }

        }

    }

}

五.Arrays类

1.基础知识

• 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，而"不用"使用对象来调用。（注意：是"不用"而不是"不能"）

2.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

3.JDK帮助文档

网页版
下载版 感谢博主

4.冒泡排序

• 每一趟将最大值（最小值）移到最后边

• 最多 执行n-1躺

• 第i趟排序需要比较n-i次
  

package www.lyd.Scanner;

import java.util.Arrays;

public class Demo21 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] a = {89,74,89,12,100,20};
        int[] sort = sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(sort));

    }

    /*冒泡排序
    1.比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
    2.对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
    3.针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
    4.持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较
     */

    public static int[] sort(int[] nums) {
        int tem;       //临时变量，交换两个数字的中间变量
        boolean flag;  //是否交换的标志

        //表示趟数，一共 nums.length-1 次
        for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
            //每次遍历标志位都要先置false,才能判断后面的元素是否发生了交换
            flag = false;
            //内层循环，比较判断两个数，如果一个数比第二个数大，就交换位置
            for (int j = 0; j < nums.length - 1 - i; j++) {      //选出该趟排序的最大值往后移动
                if (nums[j + 1] < nums[j]) {
                    tem = nums[j];
                    nums[j] = nums[j + 1];
                    nums[j + 1] = tem;
                    flag = true;       //只要有发生了交换，flag就置为true
                }
            }
            // 判断标志位是否为false，如果为false，说明后面的元素已经有序，就直接return
            if (flag == false) {
                break;
            }

        }
        return nums;
    }

}

六.稀疏数组

1.定义

当一个数组中的大部分元素均为0，或者为同一值的数组时，可以用稀疏数组来保存该数组

2.稀疏数组的处理方式

• 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，从而压缩程序的规模

3.如下图所示

三元组表：

第一行是原始数组的行列以及有效元素的个数

其余为：存储非零元的行、列下标以及值

4.编程

将下图用稀疏数组表示，并还原为原始数组

package www.lyd.Scanner;

public class Dmeo22 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个二维数组，维度为11*11，  0：没有棋子，1：黑棋   2：白棋
        int[][] array1 = new int[10][13];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;

        //2.输出原始数组
        System.out.println("==========================");
        System.out.println("打印原始数组");
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println();

        //3.计算原始数组中的非0值个数
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array1[0].length; j++) {
                if(array1[i][j]!=0){
                    sum ++;
                }
            }
        }
        System.out.println("==========================");
        System.out.println("有效元素的个数："+sum);
        System.out.println();
        
        //4.转换为稀疏数组
        int[][] array2 = new int[sum+1][3];
        array2[0][0] = 11;    //原始数组的行
        array2[0][1] = 11;    //原始数组的列
        array2[0][2] = sum;   //原始数组的有效个数

        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];
                }
            }
        }

        //5.输出稀疏数组
        System.out.println("==========================");
        System.out.println("打印稀疏数组");
        for (int[] ints : array2) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println();

        //6.还原稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];

        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }

        //7.打印还原的稀疏数组
        System.out.println("==========================");
        System.out.println("打印还原的稀疏数组");
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println();
    }
}