数组
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的
- 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他们
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
java
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
java
arrays.length
java
package com.kuang.array;
/**
* @version:java version 1.8
* @Author:Mr Cao
* @Description:
* @Date:2024-02-01 2:10
*/
public class ArrayDemo01 {
//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
// int nums2[];
nums = new int[10]; //2.创建一个数组
int[] nums2 = new int[10];
//3.给数组元素中赋值
nums[0]=1;
nums[1]=2;
nums[2]=3;
nums[3]=4;
nums[4]=5;
nums[5]=6;
nums[6]=7;
nums[7]=8;
nums[8]=9;
nums[9]=10;
//计算所有元素的和
int sum=0;
//获取数组长度:arrays.length
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum+=nums[i];
}
System.out.println("总和为:"+sum);
//数组下标越界错误
System.out.println(nums[10]); //java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10
}
}
三种初始化状态
静态初始化
java
int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,3)};
动态初始化
java
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。
数组的四个基本特点
- 其长度是确定的。数组一旦被创建,它的大小就是不可以改变的。
- 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;
java
public static void main(String[] args){
int[] a = new int[2];
System.out.println(a[2]); java.lang.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
- 数组长度是确定的,不可改变的。如果越界,则报:java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException:
数组的使用
普通for循环
java
package com.kuang.array;
import org.omg.CORBA.ARG_OUT;
/**
* @version:java version 1.8
* @Author:Mr Cao
* @Description:
* @Date:2024-02-01 3:30
*/
public class ArrayDemo03 {
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]);
}
System.out.println("=============");
//计算所有元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
sum+=arrays[i];
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("=============");
//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for循环
- 普通的for循环
- For-Each循环
- 数组作方法入参
- 数组作返回值
java
package com.kuang.array;
/**
* @version:java version 1.8
* @Author:Mr Cao
* @Description:
* @Date:2024-02-01 3:35
*/
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//增强for循环
//JDK1.5,没有下标
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}
//打印数组元素
printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
System.out.println();
printArray(reverse);
}
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(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,其每一个元素都是一个一维数组。
二维数组
java
int a[][] = new int[2][5]; //可以看成一个两行五列的数组
java
package com.kuang.array;
/**
* @version:java version 1.8
* @Author:Mr Cao
* @Description:
* @Date:2024-02-02 2:31
*/
public class ArrayDemo05 {
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}};
System.out.println(array[0]);
printArray(array[0]);
System.out.println(array[0][0]);
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.print(arrays[i]+"");
}
}
}
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
java
package com.kuang.array;
import java.util.Arrays;
/**
* @version:java version 1.8
* @Author:Mr Cao
* @Description:
* @Date:2024-02-02 3:04
*/
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
System.out.println(a); //[I@1b6d3586
//打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a));
printArray(a);
Arrays.sort(a); //数组进行排序
System.out.println(Arrays.toString(a));
Arrays.fill(a,0); //数组填充
printArray(a);
Arrays.fill(a,2,4,1); //数组填充 // [2,4)=>2,3
printArray(a);
}
// 不要重复造轮子
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]+", ");
}
}
System.out.println();
}
}
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
- 冒泡排序的代码还是相当简单的,两层循环,外层冒泡轮数,内层依次比较,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(n^2)
- 如何优化?
java
package com.kuang.array;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
/**
* @version:java version 1.8
* @Author:Mr Cao
* @Description:
* @Date:2024-02-02 3:27
*/
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,7,8,2,1,3,5,4,6,8};
int[] sort=sort(a); // 调用完我们自己写的排序算法以后,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排序
// 4.依次循环,直到结束
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标志位较少没有意义的比较
// 内层循环,比较判断两个数,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]){ // 从大到小排序
// if(array[j+1]<array[j]){ // 从小到大排序
temp=array[j+1];
array[j+1]=array[j];
array[j]=temp;
flag=true;
}
}
if(flag==false){
break;
}
}
return array;
}
}
稀疏数组
需求:编写五子棋游戏中,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值0,因此记录了很多没有意义的数据
解决:稀疏数组
稀疏数组介绍
- 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
- 如下图:左边是原始数组,右边是稀疏数组
java
package com.kuang.array;
/**
* @version:java version 1.8
* @Author:Mr Cao
* @Description:
* @Date:2024-02-02 4:03
*/
public class ArrayDemo08 {
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;
// 输出原始数组
System.out.println("输出原始数组");
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
System.out.println("=============================");
// 转换为稀疏数组来保存
// 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
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0]=11;
array2[0][1]=11;
array2[0][2]=sum;
// 便利二维数组,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;
array2[count][1]=j;
array2[count][2]=array1[i][j];
}
}
}
// 输出稀疏数组
System.out.println("输出稀疏数组");
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");
//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();
}
}
}