第三章：数组
一.数组的概述
1.数组的理解：数组（Array）,是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名
并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
2.数组的相关概念：
>数组名
>元素
>角标，下表，索引
>数组的长度：元素的个数
3.数组的特点：
1>数组是有序排列的
2>数组属于引用数据类型的变量。既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型。
3>创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
4>数组长度一旦确定，就不能修改。
4.数组的分类：
①按照维数：一维数组，二维数组，三维数组....
②按照数组元素的类型：基本数据类型元素的数组，引用数据类型元素的数组
二.一维数组的使用
1.一维数组的使用：
①一维数组的初始化
②如何调用数组的指定位置元素
③如何获取数组长度
④如何遍历数组
⑤数组元素的默认初始化
⑥数组的内存解析
代码实例实现：①~~④
public class ArrayTest { public static void main(String[] args) { int[] ids;//声明 //1.1静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时运行 ids = new int[]{1001,1002,1003,1004}; //1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开运行 String[] names = new String[5]; //错误的写法： //int[] arr1 = new int[]; //int[5] arr2 = new int[]; //int[] arr3 = new int[3]{1,2,3}; //总结：数组一旦初始化完成，其长度就确定了。 //2.如何调用数组的指定位置：通过角标方式使用。 //数字组的角标从0开始，到数组的长度-1结束 names[0] = "王明"; names[1] = "王鹤"; names[2] = "王明明"; names[3] = "王钧"; names[4] = "明天"; //3.如何获取数组的长度。 //属性：length System.out.println(names.length);//5 System.out.println(ids.length); //4.如何遍历数组 //System.out.println(names[0]); //System.out.println(names[1]); //System.out.println(names[2]); //System.out.println(names[3]); //System.out.println(names[4]); for(int i = 0; i < names.length; i++) { System.out.println(names[i]); } } }
⑤：数组元素的默认初始化：
>数组元素是整形：0
>数组元素是浮点型：0.0
>数组元素是char型：0
>数组元素是boolean型：false
>数组元素是引用数据类型时:null
⑥数组的内存解析：
三.多维数组的使用
①二维数组的初始化
②如何调用数组的指定位置元素
③如何获取数组长度
④如何遍历数组
⑤数组元素的默认初始化
⑥数组的内存解析
①二维数组的初始化
代码实例：②~~④
public class ArrayTest2 { public static void main(String[] args) { //1.二维数组的声明和初始化 int[] arr = new int[] {1,2,3};//一维数组 //静态初始化 int[][] arr1 = new int[][] {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}; //动态初始化 String[][] arr2 = new String[3][2]; String[][] arr3 = new String[3][]; //也是正确的写法 int[] arr4[] = new int [][] {{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}}; //2.如何调用二维数组的指定位置元素 System.out.println(arr1[0][1]);//2 System.out.println(arr2[1][1]);//null arr3[1] = new String[4]; System.out.println(arr3[1][0]); //3.获取数组的长度 System.out.println(arr4.length);//3 System.out.println(arr4[0].length);//3 System.out.println(arr4[1].length);//4 //4.如何遍历二维数组 for(int i = 0; i < arr4.length; i++) { for(int j = 0;j < arr4[i].length; j++) { System.out.print(arr4[i][j] + " "); } System.out.println(); } } }
⑤数组元素的默认初始化
针对于初始化方式一：比如int [][]arr = new int[4][2];
外层元素初始化值为：地址值
内层元素初始化值为：与一维数组初始化情况相同
针对于初始化方式二：比如int [][]arr = new int[4][];
外层元素初始化值为：null
内层元素初始化值为：不能调用，否则报错
⑥数组的内存解析
四.数组中涉及的常见算法
1. 数组元素的赋值(杨辉三角、回形数等)
2. 求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等
3. 数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)
4. 数组元素的排序算法
1. 数组元素的赋值(杨辉三角、回形数等)
以杨辉三角为例
/* * 使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角。 【提示】 1. 第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素 2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1 3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素。即： yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j]; */ public class YangHuiTest { public static void main(String[] args) { //1.声明并初始化二维数组 int[][] yangHui = new int[10][]; //2.给数组的元素赋值 for(int i = 0;i < yangHui.length;i++) { yangHui[i] = new int[i + 1]; //2.1给首末元素赋值 yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1; //2.2给每行的非首末元素赋值 //if(i > 1) { for(int j = 1;j < yangHui[i].length - 1;j++) { yangHui[i][j] = yangHui[i-1][j-1] + yangHui[i-1][j]; } //} } //3.遍历二维数组 for(int i = 0;i < yangHui.length;i++) { for(int j = 0;j < yangHui[i].length;j++) { System.out.print(yangHui[i][j] + " "); } System.out.println(); } } }
2. 求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等
/* * 算法的考察：求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等 * * 定义一个int型的一维数组，包含10个元素，分别赋一些随机整数， 然后求出所有元素的最大值，最小值，和值，平均值，并输出出来。 要求：所有随机数都是两位数。 提示； (int)(Math.random() * 90 + 10) */ public class ArrayTest1 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int [10]; for(int i = 0;i < arr.length;i++) { arr[i] = (int)(Math.random() * 90 + 10); } //遍历 for(int i = 0;i < arr.length;i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } System.out.println(); //求数组元素的最大值 int maxValue = arr[0]; for(int i = 0;i < arr.length;i++) { if(maxValue < arr[i]) { maxValue = arr[i]; } } System.out.println("最大值为" + maxValue); //求数组元素的最小值 int minValue = arr[0]; for(int i = 0;i < arr.length;i++) { if(minValue > arr[i]) { minValue = arr[i]; } } System.out.println("最小值为" + minValue); //求数组元素的总和 int sum = 0; for(int i = 0;i < arr.length;i++) { sum += arr[i]; } System.out.println("总和为" + sum); //求数组元素的平均数 int avgValue = sum/arr.length; System.out.println("平均数为" + avgValue); } }
3. 数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)
/* * 算法的考查：数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找) * * */ public class ArrayTest2 { public static void main(String[] args) { String[] arr = new String[] {"JJ","DD","MM","BB","GG","AA"}; //数组的复制 String[] arr1 = new String[arr.length]; for(int i = 0;i < arr1.length;i++) { arr1[i] = arr[i]; } //数组的反转 //方法一： // for(int i = 0;i < arr.length / 2;i++) { // String temp = arr[i]; // arr[i] = arr[arr.length-i-1]; // arr[arr.length-i-1] = temp; // } //方法二： // for(int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--) { // String temp = arr[i]; // arr[i] = arr[j]; // arr[j] = temp; // } //遍历 for(int i = 0;i <arr.length;i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } System.out.println(); //查找（或搜索） //线性查找 String dest = "BB"; boolean isFlag = true; for(int i = 0;i < arr.length;i++) { if(dest.equals(arr[i])) { System.out.println("找到了指定的元素位置为" + i); isFlag = false; break; } } if(isFlag) { System.out.println("很遗憾，没有找到哦~~"); } //二分查找： //前提：索要查找的数组必须有序 int[] arr2 = new int[] {-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333}; int dest1 = -34; int head = 0;//初始的首索引 int end = arr2.length - 1;//初始的末索引 while(head <= end) { int middle = (head + end)/2; if(dest1 == arr2[middle]) { System.out.println("找到了指定元素，位置为" + middle); isFlag = false; break; }else if(arr2[middle] > dest1) { end = middle-1; }else {//arr2[middle] < dest1 head = middle +1; } if(isFlag) { System.out.println("很遗憾，没有找到啦~~"); } } } }
4. 数组元素的排序算法
选择排序:直接选择排序,堆排序
交换排序:冒泡排序,快速排序
插入排序:直接插入排序,折半插入排序,Shell排序
归并排序
桶式排序
基数排序
冒泡排序的演示：
/* *数组的冒泡排序的实现 * * */ public class BubbleSortTest { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[] {43,32,76,-98,0,64,33,-21,32,99}; //冒泡排序 for(int i = 0;i < arr.length-1;i++) { for(int j = 0;j < arr.length -1 -i;j++) { if(arr[j] > arr[j+1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } for(int i = 0;i <arr.length;i++) { System.out.print(arr[i] + "\t"); } } }
五.Arrays工具类的使用
import java.util.Arrays; /* * java.util.Arrays:操作数组的工具类,里面定义了很多操作数组的方法 * */ public class ArraysTest { public static void main(String[] args) { //1.boolean equals(int[] a,int[] b) 判断两个数组是否相等。 int[] arr1 = new int[] {1,2,3,4}; int[] arr2 = new int[] {1,3,2,4}; boolean isEquals = Arrays.equals(arr1,arr2); System.out.println(isEquals); //2.String toString(int[] a) 输出数组信息。 System.out.println(Arrays.toString(arr1)); //3.void fill(int[] a,int val) 将指定值填充到数组之中。 Arrays.fill(arr1, 10); System.out.println(Arrays.toString(arr1)); //4.void sort(int[] a) Arrays.sort(arr2); System.out.println(Arrays.toString(arr2)); //5.int binarySearch(int[] a,int key) int[] arr3 = new int[] {-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333}; int index = Arrays.binarySearch(arr3,210); if(index >= 0) { System.out.println(index); }else { System.out.println("没找到"); } } }
六.数组使用中的常见异常
/* * 数组的常见异常 * 1.数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion * * * 2.空指针异常：NullPointerException * */ public class ArrayExceptionTest { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[] {1,2,3,4,5}; // for(int i = 0;i < arr.length;i++) { // System.out.println(arr[i]); // } // System.out.println(arr[-2]); // 2.空指针异常：NullPointerException //情况一： // int[] arr1 = new int[] {1,2,3}; // arr1 = null; // System.out.println(arr1[0]); // //情况二： // int[][] arr2 = new int [4][]; // System.out.println(arr2[0][0]); //情况三： String[] arr3 = new String[] {"AA","BB","CC"}; arr3[0] = null; System.out.println(arr3[0].toString()); } }
