数组

数组概述

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:

 int[] nums;//定义
 int nums2[];//不常使用

• Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下:

nums=new int[10];
​
//写在一起
int[] nums=new int[10]

• 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

内存分析

java内存：

一、堆

1.存放new的对象和数组

2.可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用

二、栈

1.存放基本变量类型（会包含这个基本类型的具体数值）

2.引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）

三、方法区

1.可以被所有的线程共享

2.包含了所有的class和static变量

三种初始化

1. 静态初始化

int[] a={1,2,3};//创建+赋值
Man[] mans={new Man(1,1),new Man(2,2)};

2. 动态初始化

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

3. 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。

数组的特点：

1. 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。

2. 其元素必须是相同类型,不允许出现混合类型。

3. 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。

4. 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。（new出来的对象都在堆里面）

数组的边界

ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常！

小结：

• 数组是相同数据类型(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

• 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报: ArraylndexOutofBounds

数组使用

一、普通的for循环（取出一些数据或下标来进行一些操作）

二、For-Each循环（一般用来打印一些结果）

    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]);
        }
        
        //计算所有元素的和
        int sum=0;
        for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
            sum=sum+arrays[i];
        }
        System.out.println("sum="+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("max="+max);
    }
}

增强型for循环：

JDK1.5,没有下标

//arrays.for
for (int array : arrays) {
}

int[] arrays={1,2,3,4};
for (int array : arrays) {
    System.out.println(array);
}
//1
//2
//3
//4

三、数组作方法入参（可以对数组进行一些操作）

public static void main(String[] args) {
        int[] arrays={1,2,3,4};
        printArray(arrays);
    }
public static  void printArray(int[] arrays){
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
        System.out.print(arrays[i]+" ");
    }
}

四、数组作返回值（修改数组，返回一个新的数组）

 public static void main(String[] args) {
int[] arrays={1,2,3,4};
int[] reverse=reverse(arrays);
        printArray(reverse);//输出
    }
​
    //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;
    }
    //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]+" ");
        }
    }
}

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，其每一个元素都是一个一维数组。

• 二维数组

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

  ◆解析:以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。 ◆思考:多维数组的使用?

  num[1][0]

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,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"使用对象来调用(注意:是"不用”而不是"不能")

  ◆具有以下常用功能:

  1. 给数组赋值:通过fil方法。

  2. 对数组排序:通过sort方法,按升序。

  3. 比较数组:通过equals方法比较数组中元素值是否相等。

  4. 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。

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!

• 冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，江湖中人人尽皆知。

• 我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)。

  • 思考:如何优化?

import java.util.Arrays;
​
public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
        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));
​
    }
    //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循环
    //4.依次循环，知道结束！
    public static int[] sort(int[] array){
        //临时变量
        int temp=0;
​
        //外层循环，判断我们这个要走多少次；
        for (int i=0;i<array.length-1;i++){
​
            boolean flag=false;//通过flag标识位减少没有意义的比较
​
            //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[j];
                    array[j]=array[j+1];
                    array[j+1]=temp;
                    flag=true;
                }
            }
            if (flag==false){
                break;
            }
        }
        return array;
    }
}

稀疏数组

1. 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。

2. 分析问题：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。

3. 解决：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:

  1.记录数组一共有几行几列，有多少个不同值 2.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（压缩）

• 如下图:左边是原始数组，右边是稀疏数组

原始数组：

0 0 0 22 0 0 15

0 11 0 0 0 17 0

{ 0 0 0 -6 0 0 0 }

0 0 0 0 0 39 0

91 0 0 0 0 0 0

0 0 28 0 0 0 0

稀疏数组：

public class ArrayDemo09 {
    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
        //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;//从第几行的第几个数字存他的横坐标
                    array2[count][1]=i;//从第几行的第一个数字存他的横坐标
                    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.给其中的元素还原他的值
        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();
        }
    }
}