Java数组
什么是数组
1.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，每一个数据称作一个数据元素，每个数组元素可以通过一个下表来访问它们
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。下面是声明变量的语法：
dataType[] arrayRefVar; // 首选的方法
dataType arrayRefVar[]; // 效果相同，但不是首选的方法
- 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arrays.length
-
数组元素的默认值是数组类型的默认值，默认初始化
示例：
三种初始化及内存分析
1.Java内存分析
2.三种初始化
- 静态初始化
int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};
- 动态初始化
int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
- 数组默认初始化
- 数组是引用类型（除了八个基本类型，都是引用类型），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
示例
3.初始化过程分析
-
int[] array = null; 将array压入栈
-
array = new int[10]; 堆中开辟空间，分成十个小块，赋默认值
-
array[0] = 1; 给数组元素赋值
下标越界及小结
1.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。
- 其元素必须是相同的类型，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
2.数组边界
- 下标的合法区间：[0,length-1],如果下表越界就会报错：
public static void main(String[] args){
int[] a = new int[2];
System.out.println(a[2]);
}
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下表越界异常！
- 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，不可变的。如果越界，ArrayIndexOutOfBounds
数组的使用
1.普通 For 循环
2.For-Each 循环，快捷生成：arrays.for
示例：
3.数组作为方法入参
示例：
4.数组作为返回值
示例：
二维数组
- 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。
- 二维数组的定义，例：定义一个两行五列的数组
int[][] a = new int[2][5]；
-
多维数组如何使用？
示例： -
打印二维数组：
Arrays类讲解
-
数组工具类java.util.Arrays，查看JDK帮助文档
—— IDEA中按住Ctrl + 鼠标单击Arrays ——> 鼠标单击Struture可看到Array中所有的方法结构及源代码 -
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，从而可以对数据进行一些基本操作
-
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（不用而不是不能）
-
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操作。
示例：
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
- 冒泡排序用到两层循环，外层冒泡轮数(比较次数)，里层依次比较
- 冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)
- 如何优化？加入一个标识符，标识数组是否排序完成
稀疏数组（数据结构）
1.产生原因
- 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
- 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（压缩数据量）
2.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
示例：
package JavaArray;
public class ArrayDemo08稀疏数组 {
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;
// 输出原始的数组
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
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];
// 稀疏数组头，行，列，值
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 = 0; // 稀疏数组的行号
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("==================");
System.out.println("还原");
// 1.读取稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]]; // 读取表头的初始数组行列信息
// 2.给其中的元素还原它的值
for (int i = 1; i < array2.length; i++) { // i的初始值为1，稀疏数组第一行不读
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2]; // 值被还原到对应的行列
}
// 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();
}
}
}