1 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组成而来其中每一个数据做一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问他们
2 数组声明创建
- 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使用new操作符来创建数组，语法如下：
- 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：arrys.length
int[] nums;//1.声明一个数组
nums = new int[10];//2.创建一个数组
nums[0]=1;//3.给数组元素中赋值
nums[1]=2;
nums[2]=3;
//计算数组中所有元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum = sum + nums[i];
}
System.out.println("总和为："+sum);
内存分析：
三种初始化：
- 数组的默认初始化：数组是引用类型，他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法被隐式初始化。
//静态初始化：创建+赋值
int[] a = {1,2,3,4,5};
System.out.println(a[0]);
System.out.println(a[6]);
/*a[6]超出现有的数组容量，抛出一个异常：数组下标越界
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 6
*/
//动态初始化：包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[0] = 10;
b[1] = 11;
System.out.println(b[0]);//输出10
System.out.println(b[1]);//输出11
System.out.println(b[2]);
//输出为0：没有被赋值，所以整数类型的默认初始化为0
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（new），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：ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常
- 小结：
1 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
2 数组也是对象，数组元素相当于对象的成员变量
3 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，就会报错：数组下标越界异常
3 数组使用
- 普通的For循环–反转
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
for (int i = arrays.length-1; i >=0 ; i--) {
System.out.print(arrays[i]+" ");
}//输出：5 4 3 2 1
- For-Each循环
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
//增强型for循环：int array:表示数组中的元素值，arrays:数组名
//JDK1.5后可以使用，但是该方法取不到数组下标
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}//输出 1 2 3 4 5
- 数组作方法入参
- 数组作返回值
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//反转数组--数组作返回值
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//反转操作
for (int i = 0,j= result.length-1;i < arrays.length;i++,j--){
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}//输出5 4 3 2 1
4 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额特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一堆数组
- 二维数组
int a[] = new int[2][5];
- 解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组
- 二维数组结构图：
//二维数组：[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}};
//array[2][0]:2：为一维下第三个元素，也就是{3,4}
// 后面的0：为二维下第一个元素，也就是{3,4}中第一个元素：3
System.out.println(array[2][0]);//输出3
System.out.println(array[2][1]);//输出4
//三维数组同理：
int[][][] array = {{{1,2},{2,3}},{{4,5},{5,6}}};
System.out.println(array[1][0][1]);//输出5 System.out.println(array.length);//输出4 为一维数组中元素个数
System.out.println(array[0].length);//输出2 为二维数组中元素个数
//多维数组的输出
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.print(array[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
//输出
1 2
2 3
3 4
4 5
5 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类中的办法都是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”）
- 具有一下功能：
1 给数组赋值：通过fill方法
2 对数组排序：通过sort方法，按升序
3 比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等
4 查找数组元素在：通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找操作
int [] a = {1232,25,4,53,3534,3,53};
System.out.println(a);//输出一个对象的哈希值:[I@1b6d3586
System.out.println("=================");
//打印数组元素：Arrays工具类：Arrays.toString()
System.out.println(Arrays.toString(a));//输出：[1232, 25, 4, 53, 3534, 3, 53]
System.out.println("=================");
//对数组元素进行排序:升序
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println("=================");
//数组填充：对a数组的2-4位填充为0
Arrays.fill(a,2,4,0);
System.out.println(Arrays.toString(a));
//输出
[I@1b6d3586
=================
[1232, 25, 4, 53, 3534, 3, 53]
=================
[3, 4, 25, 53, 53, 1232, 3534]
=================
[3, 4, 0, 0, 53, 1232, 3534]
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。
- 冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
- 我们看到嵌套循环，应该立马就可以的出这个算法的时间复杂度为O(n2)。
/*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 每一次计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：j < array.length-1-i
4 依次循环，直到结束
* */
public static void main(String[] args) {
int[] a = {21,23,24,56,3,34,1,57};
//调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
int[] sort = sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
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标志位减少没有意义的计较==优化
//内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个是大，则交换位置
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if (array[j+1]<array[j]) {
temp = array[j+1];
array[j+1] = array[j];
array[j] = temp;
flag = true;
}
}
if (flag==false){
break;
}
}
return array;
}
//输出：[1, 3, 21, 23, 24, 34, 56, 57]
6 稀疏数组
- 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。
- 洗漱数组的处理方法是：
1 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值。
2 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，从而所限程序的规模。 - 如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组。
//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，存放在稀疏数组中
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("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("================");
//还原稀疏数组
//1 读取稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
//2 给其中的元素还原它的值
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
//3 打印
System.out.println("输出稀疏数组");
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
//输出：
输出原始数组
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
================
有效值的个数：2
稀疏数组
11 11 2
1 2 1
2 3 2
================
输出稀疏数组
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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