Java数组

基本概念

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，每个数据称为一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们。

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：

dataType[] arrayRefVar;   //首选的方法
dataType arrayRefVar[]    //效果相同，但不是

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：arrays.length

//声明一个数组nums
int[] nums;
//创建一个数组
nums = new int[10];
//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;
System.out.println(nums[1]);
//若没有赋值，则呈现的是默认值0
System.out.println(nums[9]);

这里的声明和创建可以放到一起去写，例如：

int[] nums = new int[数量];

数组的四个基本特点:

1. 长度是确定的。一旦数组被创建，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。

初始化

Java数组拥有三种初始化方式：

1. 静态初始化

//静态初始化：创建+赋值
int[] a= {1,2,3,4,5,6};
System.out.println(a[0]);

在创建数组的时候就已经赋值，但是后期不好去改变值。

2. 动态初始化

//动态初始化：包含默认初始化
//只是将数组声明并创建，并没有去赋值，可以后续自己手动赋值
int[] b = new int[10];
b[0]= 1;
System.out.println(b[0]);
System.out.println(b[1]);

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。

换句话说，就像上面的动态初始化，如果没有赋值，这个数组中的元素依然存在，并且蕴含的值是默认值0。

下标越界

下标的合法区间： [0,length-1] ，如果越界就会报错。

ArrayIndexOutOfBoundsException: 数组下标越界异常！

小结：

1. 数组是相同数据类型的有序集合。
2. 数组也是对象。数组元素相当于对象的成员变量。
3. 数组长度是确定的，不可变的，如果越界，则报错。

数组的使用

1. 普通的For循环

//打印所有元素
for (int i=0;i< nums.length;i++){
    System.out.println(nums[i]);
}
​
//计算所有元素的和
int sum= 0;
for (int f=0;f< nums.length;f++){
    sum = sum+f;
}
System.out.println(sum);
​
​
//查找最大元素
int result= 0;
for (int n=0;n< nums.length;n++){
    if (nums[n]>result){
        result = nums[n];
    }
}
System.out.println(result);

2.For-each循环（增强For循环）

//增强for循环 数组名.for
//可以直接通过num来遍历所有元素,num代表所有元素
for (int num : nums) {
    System.out.println(num);
}

一般用于打印数组元素。

3. 作为方法传参。
4. 作为返回值。

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，其每个元素都是一个一维数组。

二维数组：

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

上面这个二维数组a可以看成一个两行五列的数组。

public static void main(String[] args) {
    int[][] array= {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
    printnums(array[0]);
}
public static void printnums(int[] arrays) {
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
        System.out.println("第" + i + "个元素为：" + arrays[i]);
    }
}

这里可以看成一个四行两列的数组，利用printnums方法，能够依次打印每个元素。

//array[0] = 1  2
//array[1] = 2  3
...

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（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，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分组。

public static void main(String[] args) {
    int[] a={213113,13123,3123,1,31,313,35};
    System.out.println(Arrays.toString(a));
}

上面这个方法就是可以直接打印数组中的所有元素。

Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));

上面的方法就可以将数组重新排序并打印了。

冒泡排序

冒泡排序是最为出名的排序算法之一，总共有八大排序。

冒泡的代码还是比较简单的，使用两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。

public static void main(String[] args) {
    //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
    int[] a={21,141,2,5,231,754};
​
    int[] sort= sort(a);
    System.out.println(Arrays.toString(sort));
​
}
​
public static int[] sort(int[] array){
    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++) {
        //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; j++) {
            if (array[j+1]>array[j]){
                temp = array[j];
                array[j]=array[j+1];
                array[j+1]=temp;
            }
        }
    }
    return array;
}

稀疏数组

定义：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。

处理方式：

• 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里，从而缩小程序的规模。

//编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能
//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();
}
​
System.out.println("============================");
​
//转换为稀疏数组保存
//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("有效数的个数："+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=1;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
    for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
        if (array1[i][j]!=0){
            array2[count][0]=i;
            array2[count][1]=j;
            array2[count][2]=array1[i][j];
            count++;
        }
    }
}
//输出稀疏数组
System.out.println("输出稀疏数组");
​
for (int[] ints : array2) {
    for (int anInt : ints) {
        System.out.print(anInt+"\t");
    }
    System.out.println();
}
​
//还原
System.out.println("==============================");
​
//读取稀疏数组
int[][] array3=new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
​
//给每个元素还原成之前的值
for (int i = 1; i <array2.length; i++) {
    array3[array2[i][0]][array2[i][1]]=array2[i][2];
}
​
//打印
//还原原始的数组
System.out.println("还原原始的数组");
​
for (int[] ints : array3) {
    for (int anInt : ints) {
        System.out.print(anInt+"\t");
    }
    System.out.println();
}