Java学习笔记（四）：数组-阿里云开发者社区

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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，每一个数据称为一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们。

数组的四个基本特点

数组的长度是确定的，一旦被创建，它的大小就不可改变。
其元素类型必须相同，不能出现混合类型。
数组中的元素可以是任何的数据类型，包括基本类型和引用类型。
数组变量是引用类型，数组也可以看作对象，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对象是在堆中的，所以数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组本身就是在堆里。

数组声明创建

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

声明数组变量的语法👇：

数据类型 [ ] 数组名； // 首选方法
dataType [ ] arrayRefVar；
或
数据类型数组名[ ]； // 效果相同，但不是首选方法
dataType arrayRefVar [ ]；

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

声明创建分开写：

int[] nums;   // 1.声明一个数组   定义 int 类型的数组

//定义了什么类型的数组,就 new 什么类型的数组
nums = new int[10];   // 2.创建一个数组   这里面可以存放10个int类型的数字

声明创建一起写：

// 1 2 总和   int类型的数组[] 名字num1= new int型[长度]
int[] nums1 = new int[10];

给数组中元素赋值

// 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;

或在声明创建数组时赋值（下个标题初始化时也会说到）：

int[] nums = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

三种初始化

静态初始化: 创建 + 赋值

放多少个元素空间就是多大; 一旦定义,之后不可改变

int[] array1 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};

动态初始化 : 包含默认初始化(即使没赋值也有默认值)

int[] b = new int[10];
b[0] = 1;
b[1] = 2;

String[] c = new String[10];    // 除了八大基本类型,其他都是引用类型
boolean[] d = new boolean[10];

默认初始化 :

System.out.println(b[2]);   // int型默认值为0
System.out.println(c[0]);   // String型默认值为null
System.out.println(d[0]);   // boolean型默认值为false

数组边界

下标的合法区间： [ 0，length - 1 ]，如果越界就会报错；

int[] a = new int[2];
System.out.println(a[2]);

ArrayIndexOutOfBoundsException ：数组下标越界异常！

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，则报：ArrayIndexOutofBounds。

数组使用

1.普通的For循环

int[] a = {1,2,3,4,5};

//打印全部的数组元素
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    System.out.println(a[i]);
}

2.For-Each 循环

int[] a = {1,2,3,4,5};
for (int i : a) {
    System.out.println(i);
}

只需敲出 a.for 即可

3.数组做方法入参

public void printArray(int[] array){
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        System.out.println(array[i] + " ");
    }
}

4.数组做返回值

// 数组排序
public int[] sort(int[] array){
    for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
            if(array[j] > array[j+1]){
                int temp = array[j];
                array[j] = array[j+1];
                array[j+1] = temp;
            }
        }
    }
    return array;
}

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。

以下以二维数组为例

二维数组格式：

type typeName = new type typeLength1 ;

int[][] a = 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。

获取数组长度：

在二位数组中，
如果直接调用 array.length 方法，返回的是array数组的行数，
如果是 array[i].length 方法则返回的是 i 行所代表的长度。

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,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。

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" ）

注意：java.util.Arrays 类能方便地操作数组. 使用之前需要导包！

具有一下常用功能：

1.给数组赋值：通过 fill 方法。

2.对数组排序：通过 sort 方法，默认升序。

3.比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。

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。

练习：

int[] a = {5,6,3,2,88,45,69,73,106,975,12,395};

System.out.println(a);  // [I@1b6d3586  直接打印会出来地址！！！

// 打印数组元素（工具类）: Arrays.toString
System.out.println(Arrays.toString(a));

// 数组进行排序,默认升序（越来越大）
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));

// 给数组赋值:将指定的字节值分配给指定字节数组的每个元素。 
// a:要填充的数组名   val:要存储在数组的所有元素中的值
Arrays.fill(a,0);
System.out.println(Arrays.toString(a));

// fill方法的重载
Arrays.fill(a,2,4,1);   // 第2到第4个元素之间（左闭右开） 全都被1填充
System.out.println(Arrays.toString(a));

在这里插入图片描述

冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。
它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果顺序（如从大到小、首字母从Z到A）错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

冒泡排序算法的原理如下：

比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

public class Bubble Sort {
    public static void main(String[] args) {

        int[] a = {3,1,4,2,9,6,8,15,11,36,24,5};

        int[] sort= sort(a);    //调用自己写的排序方法，返回一个排序后的数组

        System.out.println(Arrays.toString(sort));

    }


    //冒泡排序
    /*
        1.比较数组中两个相邻元素，如果第一个数 > 第二个数，就交换它俩位置
        2.每一次比较，都会产生一个最大（从左到右排序）
        3.下一轮则可以少一次排序（因为已经出来一个最大的了）
        4.依次循环，直到结束
     */

    public static int[] sort(int[] array){
        // 临时变量，交换数字用的
        int temp = 0;

        // 外层循环，冒泡轮数 —— 有几个数字就得排序几次，因为每次排序只能排出一个最大值
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {

            // 内层循环，排序指针要走的次数。比较两个数，如果第一个数 > 第二个数，则交换位置
            for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
                if (array[j] > array[j+1]){
                    temp = array[j+1];
                    array[j+1] = array[j];
                    array[j] = temp;
                }
            }
        }
        return array;


    }


}

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

稀疏数组第一行 8 8 2 表示原数组是一个8行8列的数组，里面有1个有效数组

下面的： 1 2 1 表示坐标（1，2）上有个值为 1 的元素，
2 3 2 表示坐标（2，3）上有个值为 2 的元素

public class Bubble Sort {
    public static void main(String[] args) {

        // 创建一个二维数组 8*8   0:没有棋子  1:黑棋  2:白棋
        int[][] array1 = new int[8][8];   // 数组初始化但不定义时，默认值为0
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        //输出原始的二维数组
        System.out.println("原始数组:");
        for (int[] ints : array1) {     // array1.for (For-Each循环)
            for (int anInt : ints) {    // ints.for (For-Each循环)
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        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 < array1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
                if (array1[i][j] != 0){
                    sum += 1;
                }
            }
        }
        System.out.println("有效值个数为:" + sum);

        // 2.创建一个稀疏数组的数组
        int[][] array2 = new int[sum+1][3];
        array2[0][0] = 8;
        array2[0][1] = 8;
        array2[0][2] = sum;

        // 3.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[i].length; j++) {
                if (array1[i][j] != 0){
                    count += 1;
                    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]);
        }
        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("还原数组:");
        for (int[] ints : array3) {     // array1.for (For-Each循环)
            for (int anInt : ints) {    // ints.for (For-Each循环)
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }


    }
}

在这里插入图片描述

Java学习笔记（四）：数组

数组的定义

数组的四个基本特点

数组声明创建

三种初始化

数组边界

数组使用

1.普通的For循环

2.For-Each 循环

3.数组做方法入参

4.数组做返回值

多维数组

Arrays 类

冒泡排序

稀疏数组

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数组的定义

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三种初始化

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