数组详解
什么是数组
数组的定义
1.数组是一个最简单的数据结构;
2.数组是想同类型数据的有序集合;
3.数组描述的是想同类型的若干个数据,按照一定的先后次序组合而成;
4.其中,每一个数据称作一个数组元素,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
1.首先必须声明数组变量,才能在程序中使用数组.
2.下面是声明数组变量的语法:
//类型之后声明为数组[] 变量名 = 变量值
//数组类型定义/声明数组,但没有分配空间;还无法使用;
dataType[] arrayRefVar;//首选的方法
或
//早期为C++程序员快速转型而设;
//变量之后声明数组[]
dataType arrayRefVar[];//效果相同,但不是首选方法
3.java语言使用ner操作符来创建数组,语法如下:
//定义/声明之后,创建数组,定义大小;
int[] intArrays=new int[10];
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];
//之后再进行数据赋值;
intArrays[10]={1,2,3,3,4,56,45,45};//数据赋值小于数组大小或等于数组大小个都没问题;/但不能超过数组大小;
//或 数组下标从0开始;
intArrays[0]=1;
intArrays[1]=2;
intArrays[3]=1;//互相独立空间,存放数据不干扰;
//调用数组元素成员 数组元素下标从0开始;
System.out.println("数组第1号元素: "+intArrays[0]);
//未赋值元素.使用结果为默认值; int为0,double为0.0,引用类型为null;
4.数组的元素是通过索引访问的,素组索引从0开始;
5.获取数组长度语法:
arrays.length;
内存分析
1.java内存分析
/*java内存*/--/*堆*/-存放new的对象和数组
可以被所有的线程共享,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(会存放这个引用在堆里面的具体地址)
-/*方法区*/-可以被所有的线程共享
包含了所有的class和static变量
//优选方法,在定义数组时,同时定义数组大小
int[] arrayInt = new int[10];
2.写代码画图分析内存;
3.首先声明数组语句:
int[] arraysInt; //这句话将会于栈当中存放一个arraysInt,但未影响堆.不可使用;
int[] arraysInt = new int[10];//语句执行后,将在堆当中申请10个int大小的空间来存放数组元素;
double[] arraysDouble=new Double[10];//语句定义数组的同时,也定义了数组的大小;
//那么栈和堆同时工作,栈里压入了arraysDouble ,堆里创建了double空间
数组的三种初始化
1.静态初始化:
//创建的同时并直接赋值;
int [] a = {1,2,3};
//多重创建
Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};
2.动态初始化:
(动态初始化包含默认初始化,未赋值的数组将按默认初始化处理;)
int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
3.数组的默认初始化:
3.1: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;
数组的四个基本特点
1.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;
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;
数组边界
1.下标的合法区间:[0,length-1],如果越界就会报错;
public static void main(String[] args){
int[] a =new int[2];//数组大小=[0,1];
System.out.println(a[2]);//数组定义时没有这么大,从0开始,两个元素;
}
2.ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常;
3.小结:
3.1: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;
3.2:数组也是一种对象,数组元素相当于对象的成员(实例)变量;
3.3:数组长度一旦确定,就不可改变,如果越界,则报:ArrayIndexOutOfBounds
4.常见错误:
//定义了长度为10的int数组;
int[] arraysInt=new int[10];
//如果设置为 <=,i++,那么在i=arraysInt.length时,之后也会+1.那么就会发生越界;
for(int i=0;i<=arraysInt.length;i+++){
System.out.println(arraysInt[i]);
}
数组使用
0.普通for循环(常用);//因为要拿下标使用
1.For-Each循环(增强型for循环);//在不需要拿取下标时好用,全部取出;
arrays.for
//省略了下标,将右边的arrays的数组元素统统赋值给左边的array变量;
//从jdk1.5版本开始才有的功能;
for(int array : arrays){
//想要单独操作其中某个元素就不太好操作;
//取不了下标;
}
2.数组给方法入参;
public static void main(String[] args){
int[] arrays={1,2,3,4,5};
//将数组用作参数传递;
printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
int[] reverse = reverse2(arrays);
}
public static void printArray(int[] arrays){
for(int i=0;i<arrays.length;i++){
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}
3.数组做返回值;
//反转数组元素; 反转(reverse)
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] arrays2=new int[arrays.length];
int j=arrays.length-1;
for (int i=0;i<arrays.length;i++){
arrays2[j]=arrays[i];
j--;
}
}
return arrays2;
//第二种写法:
public static int[] reverse2(int[] arrays){
int[] result=new int[arrays.length];
for(int i=0,int j= arrays.length-1;i<length;i++,j--){
result[j]=arrays[i];
}
}
return result;
多维数组
1.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对数组,其每一个元素都是一个一维数组.
2.二维数组: 2*5=10;
int[][] array=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;[1][0-4] [2][0-4]
array[0][0] array[0][1] array[0][2] array[0][3] array[0][4]
array[1][0] array[1][1] array[1][2] array[1][3] array[1][4]
//int[2][5]
int[][] arrays={{1,2,3,4,5},{1,2,3,4,5}};
//arrays[5][2];10个元素
int[][] arrays={{1,1},{2,2},{3,3},{4,4},{5,5}};//二维数组静态初始化;括号带括号;
arrays[0][0]=1 arrays[0][1]=1
arrays[1][0]=2 arrays[1][1]=2
arrays[2][0]=3 arrays[2][1]=3
arrays[3][0]=4 arrays[3][1]=4
arrays[4][0]=5 arrays[4][1]=5
//-------------------------------------------
思考:多维数组的使用;
num[1][0];
Arrays类
1.数组的工具类java.util.Arrays
2.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;
3.查看JDK帮助文档;
4.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(注意:是"不用"而不是"不能";)
5.具有以下常用功能:
5.1:给数组赋值:通过fill方法; Arrays.fill(array,0); Arrays.fill(array,2,5,0);
5.2:对数组排序:通过sort方法,按升序进行排序;Arrays.sort(a);
5.3:比较数组:通过equals方法比较数组中元素值是否相等;Arrays.equals(array1,array2);
5.4: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;
6.不建议重复造*;如果你已经会了,并且懂得如何使用,编写一个方法使用,而现在工具有现成的方法,不建议自己编写;
7.初学阶段,建议多看源码;
冒泡排序
1.冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一;
2.排序算法至少有八种以上;总共有八大排序;
3.冒泡排序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,江湖中人人人皆知;
4.我们看到嵌套循环,应该立马就可以得出这个算法的/*时间复杂度为O(n2).*/
5.思考:如何优化?
6.冒泡排序代码示例:
//不是标准冒泡排序,效率差;
public static void main(String[] args){
//创建main方法,供给调用
//创建数组
int[] arrays={1,5,4,6,9,2,5,8,7,4};
//调用冒泡排序方法
//使用Arrays类toString
System.out.println(Arrays.toString(mp(arrays)));
}
public static int[] mp(int[] arrays){
//创建临时变量,用来调换存放;
int temp=0;
//不可减少循环次数,不比冒泡排序好;
for(int i=0;i<arrays.length;i++){
for(int j=0;j<arrays.length;j++){
//升序是里层大于外层;降序是里层小于外层;
if(arrays[j]>arrays[i]){
temp=arrays[i];
arrays[i]=arrays[j];
arrays[j]=temp;
}
}
}
return arrays;
}
//完成
7.冒泡排序主要:
7.1:比较数组中,两个相邻的元素,如果大于或小于,则互相替换;
7.2:每次比较,都会产生一个最大,或者最小的数字;
7.3:下一次循环则可以少一次排序;
7.4:依次循环,直到结束;
//标准冒泡排序;效率高;
public static void main(String[] args){
int[] arrays={1,8,6,9,44,5,1,22,33,44};
System.out.println(Arrays.toString(sort(arrays)));
}
public static int[] sort(int[] arrays){
int temp=0;
for(int i=0;i<arrays.length-1;i++){
//内层循环,比较判断外层与内层的数值;将大于的数值至于前方或后方,将小于的数值至于后方或前方交换;
//避免溢出问题,比较length-1,因其循环一次出现一个最大值与最小值,所以也可以减少一次循环-i;
for(int j=0;j<arrays.length-1-i;j++){
//比较一个数与后一个数的值的大小;
//因为使用j+1,所以必须将数组长度减1来使用,不然会发生溢出情况;
if(arrays[j+1]>arrays[j]){
//互换
temp=arrays[j];
arrays[j]=arrays[j+1];
arrays[j+1]=temp;
}
}
}
}
稀疏数组
1.需求:编写五子棋游戏中,有存盘退出和续上盘的功能.
使用二维数组记录棋盘;
2.分析问题: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;
3.解决:稀疏数组;
4.稀疏数组是一种数据结构;
5.压缩算法;
6.稀疏数组介绍;
6.1: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;
6.2:记录数组一共有几行几列,有多少个不同值;
6.3: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;
6.4:通过行数,列数,数值保存一个多维数组;
7.转换为稀疏数组保存:
7.1:获取有效值的个数,创建稀疏数组,编写第一行统计数据(行数,列数,非零数据个数);
7.2:遍历相应二维数组;存放相应行数,列数,非零数据;
8.还原稀疏数组:
8.1:先读取稀疏数组,之后重新构建一个新的二维数组,并将其赋值;
//创建一个相同数组,使用稀疏数组中数据,0行0列数据代表行数,0行1列代表列数;
8.2:遍历数组将有效值存放相应位置 给元素还原值
//for循环遍历稀疏数组;变量控制起始为1,因为第一排存放的是统计数据,使用会发生下标越界;
//将第一列第i行的数据为arr3的行数,第二列第i行的数据为arr3的列数
//将第三列第i行的非零数值赋值;
9.输出相应数组;
10.稀疏数组总结:记录有效的坐标,之后再反过来还原;