java中数组的使用
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2024-03-04 15:19:11
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Java中数组的学习
数组的定义
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，其中每个数据乘坐一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标(从0开始)来访问。
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。下面是声明数组的语法
数据类型[] 数组名;//首选方法
数据类型 数组名[];//c和c++中常用，建议用第一种
int[] nums;//声明了一个数组并没有分配空间
int nums[];
java中使用new操作符来创建数组，若没有给数组赋值，int型默认是0，String型默认是null。
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
nums = new int[10];//创建一个数组并开辟空间给它
int[] nums = new int[10];//声明加创建
数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始。
用 数组名.length 来获取数组长度
内存分析及三种初始化
java中数组的内存分析
堆：
存放new的对象和数组，可以被所有线程共享，不会存放别的对象引用
栈：
存放基本变量类型(会包含这个基本类型的具体数值)
引用对象的变量(会存放这个引用在对里面的具体地址)
方法区：
可以被所有的线程共享，包含了所有的class和static变量
//例如
int[] arrays;//声明了一个数组，此时数组的名字存放在栈中
arrays = new int[10];//创建了一个数组，此时会在堆中开辟一个空间，这个空间分为十个小空间用来存放数组的值
arrays[0] = 1;//给数组赋值值存放在堆中
arrays[10] = 11;//会报数组下标越界的错误
三种初始化
静态初始化(创建加赋值)
int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};//引用类型
动态初始化
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(创建后没有赋值的话会有默认值)，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。
package com.syan.array;
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
//静态初始化：创建 + 赋值
int[] a = {1,2,3};
//引用类型
// Man[] mans = {new Man(),new Man()};
//动态初始化 包含默认初始化(创建完后就有默认值)
int[] b = new int[10];
b[0] = 1;
}
}
下标越界及小结
- 数组的四个基本特点
1.数组长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可以被改变的。
2.数组的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，数组对象本事是在堆中的。
- 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！
数组的使用
for-each循环输出数组内容
数组做参数
数组作为返回值
package com.syan.array;
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};
//增强for循环 for-each循环 数组名.for快速生成,适合输出数组元素但是取不到下标
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}
printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//打印数组元素 fori快速生成数组,数组也可以做参数
public static void printArray(int[] arrays) {
for (int i = 0; i <arrays.length; i++) {
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}
//反转数组，数组可以作为返回值
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
for (int i = 0,j = arrays.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，其中每一个元素都是一个一维数组。
二维数组
int[][] a = new int[2][5];//二行五列的数组
package com.syan.array;
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) {
int[][] a = new int[2][5];
// System.out.println(a[1][2]);
int[][] arrays = {{1,2},{2,3},{3,4}};//三行两列
//arrays[0]是一个对象，其中有1和2
printArray(arrays[0]);
//打印数组
for (int i = 0; i < arrays.length ; i++) {
for (int j = 0; j <arrays[i].length ; j++) {
System.out.print(arrays[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
Arrays类中的方阿飞都是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，而不需要使用对象来调用。
具体功能：
给数组赋值：通过 fill 方法
对数组排序：通过 sort 方法，默认按升序排序
比较数组：通过 equals 方法比较数组元素值是否相等
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
package com.syan.array;
import java.util.Arrays;
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {3,14,2,55,43,7,8,12,4};
System.out.println(a);//[aaa@qq.com 输出的是一个对象的hashcode
//打印数组元素 Arrays.toString方法
System.out.println(Arrays.toString(a));//[3, 14, 2, 55, 43, 7, 8, 12, 4]
//按升序排序
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
//fill数组填充
Arrays.fill(a,2,4,0);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}
冒泡排序
冒泡排序的代码，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，因为是嵌套循环，算法的时间复杂度为O(n^2)
package com.syan.array;
import java.util.Arrays;
public class Demo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {4,2,6,5,3,4,9,1,7};
int[] result = sort(arrays);
System.out.println(Arrays.toString(result));
}
/*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大，就交换它们的位置
* 2.每一次比较都会产生一个最大或最小的数字
* 3.下一轮可以减少一次排序 j <arrays.length-1-i
* 4.一次循环直到结束
*/
public static int[] sort(int[] arrays){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断需要执行几次
for (int i = 0; i <arrays.length-1 ; i++) {
boolean flag = false;//通过flag标识位减少没有意义的比较 优化排序
//内层循环，比较判断两个数
for (int j = 0; j <arrays.length-1-i ; j++) {
if(arrays[j+1]<arrays[j]){
temp = arrays[j];
arrays[j] = arrays[j+1];
arrays[j+1] = temp;
flag = true;
}
}
if(flag = false){
break;
}
}
return arrays;
}
}
稀疏数组
稀疏数组属于一种数据结构
当一个数组中大部分元素为0，或者为同一个值的数组时，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，然后把具有不同值的元素和行列以及值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模。
这个稀疏数组第一行存的是原数组有六行七列八个有效值，第二行开始定位并存放有效值
package com.syan.array;
import java.util.Arrays;
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
//创建一个二维数组 11*11 0：没有棋子 1：黑棋 2：白棋
int[][] array = new int[11][11];
array[1][2] = 1;
array[2][3] = 2;
//输出原始数组
for (int[] ints : array) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+" ");
}
System.out.println();
}
System.out.println("*************************");
//转化为稀疏数组保存
//1.获取有效值的个数
int sum = 0;
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
for (int j = 0; j <array.length ; j++) {
if(array[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;//稀疏数组第一行的三个值
//3.遍历原二维数组，将非0值存放在稀疏数组中
int count = 0;
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
for (int j = 0; j <array[i].length ; j++) {
if(array[i][j]!=0){
count++;
array2[count][0] = i;
array2[count][1] = j;
array2[count][2] = array[i][j];
}
}
}
//4.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]+" "+array2[i][1]
+" "+array2[i][2]);
}
//5.还原稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
for (int i = 1; i <array2.length ; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
System.out.println("************************************");
for (int[] ints : array3) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+" ");
}
System.out.println();
}
}
}
//运行结果
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
************************************
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