【精选】java日常记录4--数组

miaowYHu2023-11-09 10:19

从这里开始就正式进入java的核心部分了。

数组

那么，什么才是数组呢？他的定义又是什么呢？

数组的定义：

  1. 数组是相同类型数据的有序集合.
  2. 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。
  3. 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.

注意：数组的下标是从0开始的，所以10个数的话，下标就是9 ，例如a[0]=1,a[9]=10;

数组的四个基本特点：

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。

数组声明创建

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：

java 复制代码 
 dataType[] arrayRefVar;	//	首选的方法
或		
 dataType arrayRefVar[];	//	效果相同，但不是首选方法

如： int [] a ; int a [] 等等。

创建数组

java 复制代码 
//这是在上边代码声明数组后直接使用
 arrayRefVar	=	new	dataType[arraySize];
//也可以
 dateType [] arrayRefVar = new dateType[arraySize];
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
//1.声明一个数组
int[] myList = null;
//2.创建一个数组
myList = new int[10];
//3.像数组中存值
myList[0] = 1;
myList[1] = 2;
myList[2] = 3;
myList[3] = 4;
myList[4] = 5;
myList[5] = 6;
myList[6] = 7;
myList[7] = 8;
myList[8] = 9;
myList[9] = 10;
// 计算所有元素的总和
double total = 0;
//myList.length；获取数组的长度 这里数组长10
for (int i = 0; i < myList.length; i++) total += myList[i];
}
System.out.println("总和为： " + total);
}

java内存分析

1.声明的时候并没有实例化任何对象，只有在实例化数组对象时，JVM才分配空间，这时才与长度有关。因此，声明数组时不能指定其长度(数组中元素的个数)，例如：

int a[5]; //非法

2.声明一个数组的时候并没有数组被真正的创建。

3.构造一个数组，必须指定长度

数组的三种初始化

静态初始化

除了用new关键字来产生数组以外,还可以直接在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。

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

动态初始化

数组定义、为数组元素分配空间、赋值的操作、分开进行。

java 复制代码 
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。

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
	int[] a=new int[2];
	boolean[] b = new boolean[2];
	String[] s = new String[2];
	System.out.println(a[0]+":"+a[1]); //0,0
	System.out.println(b[0]+":"+b[1]);	//false,false
	System.out.println(s[0]+":"+s[1]); //null, null 
}

数组边界

下标的合法区间： [0, length-1] ，如果越界就会报错

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
	int[] a=new int[2];
	System.out.println(a[2]);  //很明显，这里下标越界了
}

1Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2

数组使用

数组的元素类型和数组的大小都是确定的，所以当处理数组元素时候，我们通常使用基本循环或者 For- Each 循环。

java 复制代码 
//该实例完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组
public class TestArray {
	public static void main(String[] args) { 
		double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4};
		// 打印所有数组元素
		for (int i = 0; i < myList.length; i++) { 
	 		System.out.println(myList[i] + " ");
		}
		// 计算所有元素的总和
		double total = 0;
		for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
	 		total += myList[i];
		}
		System.out.println("Total is " + total);
		// 查找最大元素
		double max = myList[0];
			for (int i = 1; i < myList.length; i++) {
		 		if (myList[i] > max) {
					max = myList[i];
					}
			 }
		System.out.println("Max is " + max);
	}
}

For-Each 循环

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 For-Each 循环或者加强型循环，它能在不使用下标的情况下遍历数组。

java 复制代码 
for(type element: array){ 
		System.out.println(element);
}
java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
	double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};

	// 打印所有数组元素
	for (double element: myList) {
		System.out.println(element);
		}
}

数组作方法入参

数组可以作为参数传递给方法。

java 复制代码 
public static void printArray(int[] array) { 
	for (int i = 0; i < array.length; i++) {
		System.out.print(array[i] + " ");
	}
}

数组作返回值

java 复制代码 
public static int[] reverse(int[] list) {
	//声明有一个数组
	int[] result = new int[list.length];
		
	for (int i = 0, j = result.length - 1; i < list.length; i++, j--) {
		result[j] = list[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，其每一个元素都是一个一维 数组。

java 复制代码 
type[][] typeName =	new	type[typeLength1][typeLength2];

type 可以为基本数据类型和复合数据类型，

arraylenght1 和 arraylenght2 必须为正整数，

arraylenght1为行数，arraylenght2 为列数。

如：

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

  • 具体对二维数组的理解，我愿称之为一维数组，是一条直线，一路走到底，
  • 二维数组是个平面，可以用数学中的坐标轴表示，用 int a[][] = new int [2][5]; 表示 2 代表 x = 2 , y = 5 的那个点 ，当然这里是这么理解的，我们还得考虑数组的下标是以0开始的，从而x的取值为0,1，y的取值为0，1，2，3，4.从而这个定义的数组范围就出来了。
  • 三维就是立体的了，这个高中立体几何学的好的更加理解，这里不在啰嗦了。事实上，把多个一维数组组合在一起，每个一维数组都在不同方位上就组成了多维数组了。

获取数组长度：

  • 注意
    a.length获取的二维数组第一维数组的长度，a[0].length才是获取第二维第一个数组长度。

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。

java.util.Arrays 类能方便地操作数组. 使用之前需要导包！ 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,按升序。
  • 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操作。

    打印数组
java 复制代码 
	public static void main(String[] args) { 	
		int[] a = {1,2};
		System.out.println(a);	//[I@1b6d3586
		System.out.println(Arrays.toString(a));	//[1, 2] 	
}

数组排序

对指定的 int 型数组按数字升序进行排序

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
	 int[] a = {1,2,323,23,543,12,59};
	System.out.println(Arrays.toString(a)); 
	Arrays.sort(a);  //java自带的排序
	System.out.println(Arrays.toString(a));
}

二分法查找

使用二分搜索法来搜索指定的数组，以获得指定的值。必须在进行此调用之前对数组进行排序(通 过sort方法等)。如果没有对数组进行排序，则结果是不确定的。

java 复制代码 
public static void main(String[] args) { 
	int[] a = {1,2,323,23,543,12,59};
	Arrays.sort(a);	//使用二分法查找，必须先对数组进行排序
	System.out.println("该元素的索引："+Arrays.binarySearch(a, 12));
}

元素填充

java 复制代码 
public static void main(String[] args) { 
	int[] a = {1,2,323,23,543,12,59};
	Arrays.sort(a);	//使用二分法查找，必须先对数组进行排序
	Arrays.fill(a, 2, 4, 100);	//将2到4索引的元素替换为100 
	System.out.println(Arrays.toString(a));
}

数组转换为List集合

java 复制代码 
	int[] a = {3,5,1,9,7};
	List<int[]> list = Arrays.asList(a);

常见排序算法

冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从

A到Z）错误

就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经 排序完成。

这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢"浮"到数列的顶端（升序或降序排列），就如同 碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名"冒泡排序"。

冒泡排序算法的原理如下：

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。

java 复制代码 
class Bubble {
	public int[] sort(int[] array) {
		int temp = 0;
		// 外层循环，它决定一共走几趟 //-1为了防止溢出
		for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
		int flag = 0; //通过符号位可以减少无谓的比较，如果已经有序了，就退出循环
		//内层循环，它决定每趟走一次
		for (int j = 0; j < array.length - i - 1; j++) {
		//如果后一个大于前一个,则换位
		if (array[j + 1] > array[j]) {
			temp = array[j];
			array[j] = array[j + 1];
			array[j + 1] = temp;
			flag = 1;
		}
	}
	if (flag == 0) {
		break;
		}
	}
	return array;
}

public static void main(String[] args) {
	Bubble bubble = new Bubble();
	int[] array = {2, 5, 1, 6, 4, 9, 8, 5, 3, 1, 2, 0};
	int[] sort = bubble.sort(array);
	for (int num : sort) {
		System.out.print(num + "\t");
		}
	}
}

选择排序

选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小

（大）元素，然后放到排序序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法。

java 复制代码 
class SelectSort{
	public int[] sort(int arr[]) {
		int temp = 0;
		for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {// 认为目前的数就是最小的, 记录最小数的下标
			int minIndex = i;
				for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
					if (arr[minIndex] > arr[j]) {// 修改最小值的下标
						minIndex = j;
					}
				}// 当退出for就找到这次的最小值,就需要交换位置了
		if (i != minIndex) {//交换当前值和找到的最小值的位置
			temp = arr[i];
			arr[i] = arr[minIndex];
			arr[minIndex] = temp;
			}
		}
	return arr;
}

public static void main(String[] args) {
	SelectSort selectSort = new SelectSort();
	int[] array = {2, 5, 1, 6, 4, 9, 8, 5, 3, 1, 2, 0};
	int[] sort = selectSort.sort(array);
	for (int num : sort) {
		System.out.print(num + "\t");
		}
	}
}
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