数组

2023-10-26 18:34:34

数组

数组概述

定义

数组是相同类型数据的有序集合
数组描述的事项同类型的若干个数据，按照一定的吸纳后次序排列组合而成
其中每个数据称作一个数组元素，每个元素可以通过一个下表来访问

数组的四大特点

其长度是确定的，一旦辈出案件，它的大小就不可以改变
其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型
数组中的元素可以使任何数据类型，包括基本类型和引用类型
数组变量数引用类型，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。java中对象是在堆中，因此数组无论保存原始类型还是其他类型，数组对象本身是在堆中的。

数组的声明创建

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

数组变量声明语法

dataType[] arrayRefVar;//首选
//或是
dataType arrayRefVar[];//效果相同，但不是首选方法

如：

int[]nums;//定义数组
nums=new int[10];//固定数组的初始大小，表示里面可以存放10个int类型的数字

Java语言使用new操作符来创建数组

语法如下：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

如：

nums=new int[10];//表示里面可以存放10个int类型的数字

数组的元素是通过索引访问的，数组索引冲0开始
获取数组长度：
```
array.length
```

例子：

public static void main(String[] args) {
        int[]nums;//步骤1.定义数组
        nums=new int[3];//步骤2.表示里面可以存3放个int类型的数字
        //步骤3.给数组元素赋值   注意，数组是从0开始检索的
        //注意 数组下标的合法区间为 0~(array.length-1),超出会报错！！
        nums[0]=10;
        nums[1]=10;
        nums[2]=10;

        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        //获取数组长度可用 array.length
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum+=nums[i];
        }
        System.out.println("次数组元素和为："+sum);

        int[] a=new int[10];//没有定义的元素值为默认值
        System.out.println(a[9]);
    }

三种初始化及内存分析

静态初始化

如：

int[] a = {1,2,3,4}//数组的大小与值都是固定的

动态初始化

如：

int[] b = new int[10]//只固定了数组的大小，元素值是默认的，需要之后手动给元素赋值
b[9]=12;
...

数组默认初始化
- 数组是引用类型，他的元素相当于类的实际变量，因此数组已经分配空间，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
- 也就是没有给动态数组的元素赋值的话，元素默认值为0

数组边界（下标边界）

下标的合法区间： [0.length-1],如果越界就会报错

如运行一下代码：
```
int[] a=new int[10];
System.out.println(a[10]);
```
会报出

ArrayIndexOutOfBoundsException （数组下标越界异常）

多维数组

多维数组可以堪称是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其实每个元素都是一个一维数组
如：二维数组：
```
int a[][]=new int[3][3];
```
以上a可以视为一个2行5列的数组

Arrays类

数组的工具类java.util.Arrays
由于数组对象本身没有是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
详情查看JDK帮助文档
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（注意不是“不用"而是”不能“）

具有以下的常用动能：

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方法能堆排序好的数组进行二分查找法操作

如：

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={1,2,3,4,4,6,7};
        System.out.println(a);

        //打印数组元素Arrays.toString
        //System.out.println(Arrays.toString(a));与自己写的调用printArray方法一样
        printArray(a);

        Arrays.sort(a);//排序（Arrays类自带方法）
        
        Arrays.fill(a,1);//数组填充（给数组元素赋值）
    }

    public static void printArray(int[] a) {
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            if(i==0){
                System.out.print("[");
            }
            if(i==a.length-1){
                System.out.print(a[i]+"]");
            }else {
                System.out.print(a[i]+",");
            }
        }
    }

具体功能如下：

（其实详情可见JDK帮助文档）[JDK帮助文档]Java 8 中文版 - 在线API中文手册 - 码工具 (matools.com)

冒泡排序

冒泡排序是最为出名的排序算法之一，共有八大排序

//1.比较数组中两个响铃的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置
//2.每次比较，都会产生一个最大，或是最小的数字
//3.下一轮便可以少一次排序
//4.依次循环，直到结束

魔爱跑的代码还是相当简单的，两层驯化，外城冒泡论述，里程以此比较，江湖中人人皆知
当我们看到嵌套循环，应该马上就可以得出这个算法的时间复杂度而O(n2)

例子

public static void main(String[] args) {
        int[] S= {1,5,79,684,65,684,441,55,2,3,9,84,18};
        int[] sort= sort(S);//调用自己写的sort方法，返回一个数组
        System.out.println(Arrays.toString(sort));//打印数组
    }

    //冒泡排序
    //1.比较数组中两个响铃的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置
    //2.每次比较，都会产生一个最大，或是最小的数字
    //3.下一轮便可以少一次排序
    //4.依次循环，直到结束
    public static int[] sort(int[] array){
        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++) {
            //内层循环，判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换两束位置
            for(int j=0;j<array.length-1-i;j++){
                if(array[j+1]>array[j]){
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1]=temp;
                }
            }

        }
        return array;
    }

稀疏数组

当一个数组中大部分元素为0，后者为同一只的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组。
稀疏数组的处理方法是：
- 记录数组一共有几行激烈，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

如图所示：
作用

就是把除0外的有效数值的行、列、值读取并记录

例子：

public static void main(String[] args) {
        //稀疏数组应用实例
        //五子棋
        //1.创建一个11行11列的二维数组，0代表没有旗子，1代表黑棋，2：白旗子
        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();
        }
        //2.转换为稀疏数组保存
        //获取有效值
        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);
        //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;
        //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.length; j++) {
                if (array1[i][j]!=0){
                    count++;
                    array2[count][0] = i;//横坐标
                    array2[count][1] = j;//纵坐标
                    array2[count][2] = array1[i][j];
                }
            }
        }
        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");
        }
        //还原稀疏数组的
        //1.读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2.给其中的元素还原他的值
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //打印
        System.out.println("还原后的数组：");

        for (int[] ints : array3) {
            for(int anInt:ints){
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }

    }

码农公寓

数组

数组概述

定义

数组的四大特点

数组的声明创建

三种初始化及内存分析

数组边界（下标边界）

多维数组

Arrays类

冒泡排序

稀疏数组

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