数组

2023-10-26 18:39:39

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组元素，每一个数组元素可以通过下标来访问它们

数组的声明的创建

public class ArrayDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] num1;//定义
        //这里面可以存放10个Int类型的数字
        num1 = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        //计算所有元素的和
        int sum =0;
        for (int i = 0; i < num1.length; i++) {
            sum+=num1[i];
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

内存分析

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类型)
- 引用对象的变量(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

三种初始化

静态初始化
动态初始化
数组的默认的初始化
- 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，其中每一个元素也会按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化:创建 + 赋值
        int []a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};

        System.out.println(a[1]);
        //动态初始化 包含静态初始化，未被初始化的数组元素初始值为0
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 12;
        System.out.println(b[0]);

    }

}

数组的四个基本特点

其长度是确定的。一旦数组被创建，它的大小就是不可以改变的
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，包括进本类型和引用类型
数组变量属引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每一个元素相当于该对象的成员变量。数组本身就是对象，java中的对象是在堆中的，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

下标的合法区间：[0,length-1],超出就会报错
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常、

小结

数组是相同数据类型(数组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，不可变得，如果越界，则会报错ArrayIndexOutOfBounds

数组的基本使用

public class ArrayDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays ={1,2,3,4,5,6};
        /**
         * for (int a : arrays) {
         *             System.out.println(a);
         *
         *         }
          */

        int[] rev = reverse(arrays);
        printArray(rev);

    }
    //打印数组元素
    public static void printArray(int[] arrays)
    {
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(""+arrays[i]);

        }
    }
    //翻转数组
    public  static int[] reverse(int[] arrays)
    {
        int[] res = new int[arrays.length];
        //翻转操作
        for (int i = 0,j=res.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
            res[j] = arrays[i];

        }
        return res;
    }
    
}

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，其每一个元素都是一个一维数组
二维数组
```
int a[][] = new int[2][5];
```
解析：以上二维数组a可以看成一个二行五列的数组

Arrays类

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,39,89,34,23,67,43,2,49};
        System.out.println(a);//[I@45ee12a7
        //System.out.println(Arrays.toString(a));
        printArray(a);
        Arrays.sort(a);//数组进行排序 升序
        System.out.println();
        System.out.println(Arrays.toString(a));


        //Arrays.fill();
    }

    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]+",");
            }


        }
    }
}

冒泡排序

冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡次数，里层依次比较。
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(n^2)

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo05 {
    //冒泡排序
    //1.比较数组中,两个相邻的元素，如果一个数比第二个数大，我们就交换它们的位置
    //2.每次你叫，都会产生一个最大或者最小的数字
    //3.下一轮则可以少排序一次
    //4.依次循环，直到结束
    public static void main(String[] args) {
        int [] b ={1,24,56,23,12,53,98,8,43};
        int [] m = sort(b);
        //System.out.println(m);  [I@45ee12a7
        System.out.println(Arrays.toString(m));


    }

    public static int[] sort(int[] array)
    {
        //外层循环，判断我们要走多少次
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            boolean flag = false;
            //内层循环，比较判断两个数的大小，如果第一个数比第二个数大，则交换位置
            //减i是因为，第i次比较之后，已经产生了i个最大或者最小的数，不需要进行下一轮比较了
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if(array[j] > array[j+1])
                {
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                    flag = true;
                }
                if(flag == false)
                {
                    break;
                }

            }

        }
        return array;
    }
}

冒泡排序优化：通过flag标识位减少没有意义的比较

boolean flag = false

稀疏数组

数据结构思想
需求：编写五子棋游戏，有存盘退出和续上盘的功能
分析问题：因为该二维数组的很多值默认值0，因此记录了很多没有意义的数据
解决：稀疏数组

稀疏数组的处理方式

记录数组一共几行几列，有多少个不同的值
把具有不同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

行(row)	列(col)	值(value)
总行数	总列数	有效值总个数(sum)

public class ArrayDemo06 {
    //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();
        }

        //转换为稀疏数组保存
        //1.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("=================");
        System.out.println("有效值的个数为:"+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;

        //3.遍历二维数组，将非零的值，存放到稀疏数组中
        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];
                }
            }
        }
        //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[1][0]+"\t"+array2[i][1]+"\t"+array2[i][2]+"\t");
        }
        System.out.println("=================");
        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("输出还原数组");
        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        
    }
}

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

有效值的个数为:2
稀疏数组
1 11 2
1 2 1
1 3 2

还原稀疏数组
输出还原数组
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

Process finished with exit code 0

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