数组部分

Java数组01：什么是数组

• 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而成。
• 其实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访问他们。

Java数组02：什么是数组

• 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：

dateType [] arrayRefVar;//首选的方法
dateType arrayRefVar[];//但是不是首选的方法

• Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

dateType [] arrayRefVar = new dateType[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

数组四个基本特点：

• 其长度是确定的。数组一旦被创建爱你，它的大小就是不可以被改变的。
• 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，数组对象本身是存在堆中的。

Java数组03：三种初始化及内存分析

• 静态初始化：

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

• 动态初始化：

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。

代码如下：

package com.maynerd.array;

public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化：创建+赋值
        int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8};
        System.out.println(a[0]);
        //动态初始化:包含默认初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;
        System.out.println(b[0]);
        System.out.println(b[1]);
        System.out.println(b[2]);
        System.out.println(b[3]);
        System.out.println(b[4]);
        System.out.println(b[5]);
        System.out.println(b[6]);
        System.out.println(b[7]);
    }
}

Java数组04：小标越界及小结

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！

Java数组05：数组的使用

数组使用：

• 普通for循环
• For-Each循环
• 数组作方法入参
• 数组作返回值

package com.maynerd.array;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//        //JDK 1.5：没有下标
//        for (int array : arrays) {
//            System.out.println(array);
//        }

//        printArray(arrays);
        reverse(arrays);
        printArray(arrays);
    }
    public static void reverse(int[] arrays){//数组作为方法的入参
        int temp;
        for (int i = 0; i < arrays.length / 2; i++) {
            temp = arrays[i];
            arrays[i] = arrays[arrays.length - i - 1];
            arrays[arrays.length - i - 1] = temp;
        }
    }
    public static void printArray(int[] arrays){//数组作为方法的入参
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i] + " ");
        }
    }
}

Java数组06：二维数组

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位数组。

二维数组：

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

解析：可以看成一个两行五列的数组。

思考：多维数组的使用。

Java数组07：Arrays类讲解

• 数组的工具类：java.util.Arrays
• 查看JDK帮助文档。
• 也可以通过IDEA查看类的全部方法：按住ctrl点击Array进入源码，再打开structs。

• Arrays类中的反复噶都是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”不是“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。
  • 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搜索。

直接打印一个数组，代码如下：

package com.maynerd.array;

import java.lang.reflect.Array;

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //直接打印数组返回的是一个对象（引用）的hashcode
        int a[] = {1,2,3,4,5,21434,534,123,2};
        System.out.println(a);
    }
}

结果：返回一个hashcode，也就是在内存中的地址。

使用Arrays类打印数组元素，以后可以直接用自带的类，也可以自己写，代码如下：

package com.maynerd.array;

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //直接打印数组返回的是一个对象（引用）的hashcode
        int a[] = {1,2,3,4,5,21434,534,123,2};
//        System.out.println(a);
        //打印数组元素
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
}

结果如下：

Java数组08：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！
• 时间复杂度O（n2）

代码如下：

package com.maynerd.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args){
        int[] a = {1,412,5,2,6,2,34,5,13};
        sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    /*
    冒泡排序：
    1.比较数组中的两个相邻的元素，如果第一个比第二个大，我们就交换他们的位置；
    2.每一次比较，都会产生一个最大行或者最小的数字；
    3.下一轮则可以少一次比较；
    4.依次循环，直到结束。
     */
    public static void sort(int[] array){
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            boolean flag = false;//通过flag标记减少没有意义的比较
            for (int j = 0; j < array.length - 1; j++) {
                if (array[j + 1] < array[j]){//小的放在前面
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j + 1];
                    array[j + 1] = temp;
                    flag = true;
                }
            }
            if (flag == false){//如果没有发生交换，则已经是有序的
                break;
            }
        }
    }
}

Java数组09：稀疏数组

• 需求：便携五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。

• 分析问题：因为该二维数组的很多值是默认的0，因此记录了很多没有意义的数据。

• 解决：稀疏数组。

• 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的时候，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。

• 左边是原始数组，右边是稀疏数组。

代码如下：

package com.maynerd.array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
                第一步
         */
        //创建一个二维数组 11*11 0：没有棋子 1：黑棋子 2：白棋子
        int[][] array = new int[11][11];
        array[1][2] = 1;
        array[2][3] = 2;
        //输出原始数组
        System.out.println("输出原始数组");
        for (int[] ints : array) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        /*
                第二步
         */
        //转为稀疏数组保存
        //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(array[i][j] != 0){
                    sum++;//
                }
            }
        }
        System.out.print("有效值个数为：");
        System.out.println(sum);
        //创建一个稀疏数组的数组
        int[][] thinArray = new int[sum + 1][3];

        thinArray[0][0] = 11;//行
        thinArray[0][1] = 11;//列
        thinArray[0][2] = sum;//有效值

        //遍历二维数组，将非零值存放稀疏数组中
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                if (array[i][j] != 0){
                    count++;
                    thinArray[count][0] = i;
                    thinArray[count][1] = j;
                    thinArray[count][2] = array[i][j];
                }
            }
        }
        //输出稀疏数组
        System.out.println("输出稀疏数组");
        for (int[] ints : thinArray) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        /*
                第三步
         */
        System.out.println("===================================");
        System.out.println("还原：");
        //还原稀疏数组
        int[][] restoreArray = new int[thinArray[0][0]][thinArray[0][1]];
        for (int i = 1; i < thinArray.length; i++) {
            restoreArray[thinArray[i][0]][thinArray[i][1]] = thinArray[i][2];
        }
        //输出还原后的数组
        for (int[] ints : restoreArray) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

结果如下：