【数据结构、java学习】数组(Array)

1，概念

数组一旦定义，其维数和维界就不再改变。
因此除了结构的初始化和销毁之外，数组只有存取元素和修改元素值的操作。
Array可以存放对象类型、基本数据类型的数据。
数组中元素在内存中按顺序线性存放，通过第一个元素就能访问随后的元素，这样的数组称之为"真数组"。

1）java中定义

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//一维数组的定义：在内存中开辟一块连续的存储空间，大小是 6 * sizeof(float)= 36*4 字节
//二维数组的定义：行连续，每行对应一个一维数组，但是每一行之间不连续。
float f[][] = new float[6][6];
float []f[] = new float[6][6];
float [][]f = new float[6][6];
float [][]f = new float[6][];

//赋值：计算a的首地址，计算a[1]偏移量，找到a[1]地址，写入数据2
a[1] = 2;

2）java中复制数组

当数据量很大时，复制的效率：
System.arraycopy > clone() > Arrays.copyOf> for循环。

以上均为浅拷贝；要实现深拷贝，需要在 clone() 方法中手动创建并初始化所有引用类型的属性，此时要考虑避免循环引用（无限递归导致OOM）、破坏类的封装性。

浅拷贝（Shallow Clone，对应深拷贝）：

引用的对象只会拷贝引用地址，而不会将引用的对象重新分配内存

1>System.arraycopy

System类源码中给出了arraycopy的方法，是native方法，也就是本地方法，肯定是最快的。

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//数据量小的时候，for可能快。
public static void arraycopy(Object src,  //源数组
                             int srcPos,  //源数组中的起始位置
                             Object dest, //目标数组
                             int destPos, //目标数据中的起始位置
                             int length)  //要复制的数组元素的数量
                             
System.arraycopy(a1, 2, a2, 3, 2);

2>clone（）

java.lang.Object类的clone()方法为protected类型，不可直接调用，需要先对要克隆的类进行下列操作：

被克隆的类实现Cloneable接口；
被克隆的类覆盖clone()方法，并且在该clone()方法中调用super.clone()；

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    //1. 被克隆的类要实现Cloneable接口
    class Cat implements Cloneable {
        private String name;
        private int age;

        public Cat(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        //2. 重写clone()方法
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }

调用

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            //调用clone方法
            Cat cat2 = (Cat) cat1.clone();

3>Arrays.copyOf()、 copyOfRange()

Arrays.copyOf有十种重载方法，复制指定的数组，返回原数组的副本。
copyOf() 方法是复制数组至指定长度的（新）数组；
copyOfRange() 方法则将指定数组的指定长度复制到一个新数组中。

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//newLength大于原数组，会用desc的元素填充，默认为null
T[] copyOf(T[] original, int newLength) 
//endIndex大于原数组，会用desc的元素填充，默认为null
Arrays.copyOfRange(dataType[] srcArray,int startIndex,int endIndex)

4>for循环

直接for循环效率最高，其次是迭代器和 ForEach操作。

3）数组排序

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//asc排序
Arrays.sort(nums)
Arrays.sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex)

//用Comparator接口实现自定义排序规则
Arrays.sort(T[] a, Comparator<? Super T> c)
//举例：降序
Arrays.sort(arr, new Comparator<Integer>() {
    //重写compare方法，最好加注解，不加也没事
    public int compare(Integer a, Integer b) {
        //返回值>0交换
           return b-a;
     }
});

2，应用

1）哈希表

把数组的下标设为哈希表的键值（key），而把数组中每一个数字设为哈希表的值（value），有了这样的哈希表，就可以O(1)实现查找。从而快速高效的解决很多问题。