【JavaSE】之数组

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2024-04-03 09:20 55阅读 0赞

#### 【JavaSE】数组 ####

*  前言
 *  一、数组概述
 *  二、数组声明创建
 *   *  1.数组的声明创建
     *  2.内存分析
     *  3.三种初始化
     *  4.数组的四个基本特点
     *  5.数组边界
 *  三、数组使用
 *  四、多维数组
 *  五、Arrays类
 *  六、冒泡排序
 *  七.稀疏数组
 *  后记

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## 前言 ##

本文为Java数组相关知识，**Java全栈学习路线可参考：**[【Java全栈学习路线】最全的Java学习路线及知识清单，Java自学方向指引][Java_Java_Java]，内含最全Java全栈学习技术清单~

## 一、数组概述 ##

*  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，每个数组元素可以通过一个下标来访问他们

## 二、数组声明创建 ##

### 1.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。下面是声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar; //首选的方法
    或
    dataType arrayRefVar[];//效果相同

*  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
 *  获取数组的长度：

arrays.length

*  代码示例：

package com.wang.array;
    public class ArrayDemo01 {
        
        //变量的类型  变量的名字=变量的值
        //数组类型
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] nums;//1.定义
            int nums2[];
            nums=new int[10];//这里面可以存放10个int类型的数字
            //3.给数组中元素赋值
            nums[0]=1;
            nums[1]=2;
            nums[2]=3;
            nums[3]=4;
            nums[4]=5;
            nums[5]=6;
            nums[6]=7;
            nums[7]=8;
            nums[8]=9;
            nums[9]=10;
            //计算所有元素的和
            int sum=0;
            //获取数组长度：arrays.length
            for (int i=0;i<nums.length;i++){
        
                sum+=nums[i];
            }
            System.out.println("总和为:"+sum);
        }
    }

### 2.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

### 3.三种初始化 ###

*  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，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相同的方式被隐式初始化。

*  代码示例：

package com.wang.array;
    public class Demo02 {
        
        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};
            System.out.println(a[0]);
            //Man [] mans={new Man(),new Man()};
            //动态初始化:包含默认初始化(int初始化为0,String初始化null)
            int[] b=new int[10];
            b[0]=10;
            System.out.println(b[0]);
            System.out.println(b[8]);
        }
    }

### 4.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。

### 5.数组边界 ###

*  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={
        1,2,3,4,5,6,7,8};
            for(int i=0;i<=a.length;i++){
        
                System.out.println(a[i]);
    }

*  java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常！

## 三、数组使用 ##

package com.wang.array;
      public class Demo03 {
        
          public static void main(String[] args) {
        
              int[] arrays={
        1,2,3,4,5};
              //打印全部的数组元素
              for(int i=0;i<arrays.length;i++) {
        
                  System.out.println(arrays[i]);
              }
              System.out.println("====================");
              //计算所有元素的和
              int sum=0;
              for(int i=0;i<arrays.length;i++){
        
                  sum+=arrays[i];
              }
                  System.out.println("sum=:"+sum);
              System.out.println("====================");
              //查找最大元素
              int max=arrays[0];
              for(int i=0;i<arrays.length;i++){
        
                  if(arrays[i]>max){
        
                      max=arrays[i];
                  }
              }
              System.out.println("max="+max);
          }
      }

**一般使用步骤：**

1.  For-Each循环
2.  数组作方法入参
3.  数组作返回值

代码示例：

package com.wang.array;
    public class AarrayDemo04 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] arrays={
        1,2,3,4,5};
            //JDK1.5 没有下标
            //For-Each循环
    //        for (int array : arrays) {
        
    //            System.out.println(array);
    //        }
            printArray(arrays);
            int[] reverse=reverse(arrays);
            printArray(reverse);
        }
        //打印数组元素
        public static void printArray(int[] arrays){
        
            for (int i=0;i<arrays.length;i++){
        
                System.out.print(arrays[i]+" ");
            }
        }
        //反转数组
        public static int[] reverse(int[] arrays){
        
            int[] result=new int[arrays.length];
            //反转的操作
            for (int i=0,j=result.length-1;i<arrays.length;i++,j--){
        
                result[j]=arrays[i];
            }
            return result;
        }
    }

## 四、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，其每个元素都是一个一维数组
 *  二维数组

int a[][]=new int[2][5];

*  代码示例：

package com.wang.array;
    public class ArrayDemo05 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            int[][] array={
         {
        1,2},{
        3,4},{
        4,5},{
        5,6} };
            System.out.println(array[0][0]);
            System.out.println(array[0][1]);
            for(int i=0;i<array.length;i++){
        
                for(int j=0;j<array[i].length;j++){
        
                    System.out.println(array[i][j]);
                }
            }
        }
    }

## 五、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，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
 *  Arrays类具有以下常用功能：
    
    **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方法比较数组中的元素值是否相等。
    
    **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。
 *  代码示例：

package com.wang.array;
    import java.util.Arrays;
    public class ArrayDemo06 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] a={
        1,435,241,78,22,12421,66};
            System.out.println(a);//[I@1b6d3586
            //打印数组元素
            System.out.println(Arrays.toString(a));
            printArray(a);
            System.out.println();
            System.out.println("====================================================");
            Arrays.sort(a);//数组进行排序
            System.out.println(Arrays.toString(a));
            Arrays.fill(a,0);//数组填充
            System.out.println(Arrays.toString(a));
        }
        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]+", ");
                }
            }
        }
    }

## 六、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
 *  冒泡代码两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较
 *  代码示例：

package com.wang.array;
    
    import java.util.Arrays;
    
    public class Array07 {
        
    
      public static void main(String[] args) {
        
          int[] a={
        1,35,5558,213,32,436,57876,23};
          int[] sorted=sort(a);//调用完冒泡排序后，返回一个排序后的数组
          System.out.println(Arrays.toString(a));
      }
          //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数大，我们就交换他们的位置
          //2.每一次比较，都会产生一个最大，或者最小的数字
          //3.下一轮可以少一次排序
          //4.以此循环，直到结束
          public static int[] sort(int[] array){
        
              //外层循环，判断我们要走多少次
              boolean flag=false;//通过flag标识减少没有意义的比较
              for(int i=0;i<array.length-1;i++){
        
                  //n内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换位置
                  for(int j=0;j<array.length-1-i;j++){
        
                      if (array[j]>array[j+1]){
        
                          int temp;
                          temp=array[j];
                          array[j]=array[j+1];
                          array[j+1]=temp;
                          flag=true;
                      }
                  }
                  if (flag==false){
        
                      break;
                  }
              }
              return array;
          }
    }

## 七.稀疏数组 ##

*  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，有多少个不同的值
     *  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，从而缩小程序规模
 *  代码示例：

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。

package com.wang.array;
      public class ArrayDemo08 {
        
          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；
              System.out.println("输出原始的数组");
              for (int[] ints : array1) {
        
                  for (int anInt : ints) {
        
                      System.out.print(anInt+"\t");
                  }
                  System.out.println();
              }
              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];
              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];
                      }
                  }
              }
              //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]];
              //2.给其中的元素还原它的值
              for(int i=1;i<array2.length;i++){
        
                  array3[array2[i][0]][array2[i][1]]=array2[i][2];
              }
              //3.打印
              System.out.println("输出还原的数组");
              for (int[] ints : array3) {
        
                  for (int anInt : ints) {
        
                      System.out.print(anInt+"\t");
                  }
                  System.out.println();
              }
          }
      }

## 后记 ##

**Java全栈学习路线可参考：**[【Java全栈学习路线】最全的Java学习路线及知识清单，Java自学方向指引][Java_Java_Java]，内含最全Java全栈学习技术清单~

[Java_Java_Java]: https://blog.csdn.net/qq_42146402/article/details/127133435