📑前言
掌握数组的基本操作对于编写高效的程序至关重要。本文将深入探讨数组的一些常见操作，包括数组转字符串、数组拷贝、求平均值、顺序查找、二分查找、数组排序等。通过学习这些操作，您将更加熟练地处理数组，提高代码的质量和效率。
一、数组巩固练习
1.1 数组转字符串
import java.util.Arrays int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; String newArr = Arrays.toString(arr); System.out.println(newArr); // 执行结果 [1, 2, 3, 4, 5, 6]
使用了 java.util.Arrays 类中的 toString 方法。这个方法接收一个数组作为参数，并返回一个表示该数组的字符串。这个字符串是由数组元素的字符串表示形式组成，并使用逗号和空格分隔，并且整个字符串被方括号 [] 包围
使用这个方法后续打印数组就更方便一些
1.2 数组拷贝
import java.util.Arrays; public static void func(){ // newArr和arr引用的是同一个数组 // 因此newArr修改空间中内容之后，arr也可以看到修改的结果 int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; int[] newArr = arr; newArr[0] = 10; System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(arr)); // 使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝： // copyOf方法在进行数组拷贝时，创建了一个新的数组 // arr和newArr引用的不是同一个数组 arr[0] = 1; newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length); System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr)); // 因为arr修改其引用数组中内容时，对newArr没有任何影响 arr[0] = 10; System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr)); System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr)); // 拷贝某个范围. int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4); System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2)); }
Arrays.copyOf 是 Java 中 java.util.Arrays 类的一个静态方法，用于创建并返回数组的一个副本，可以指定副本数组的长度。如果新数组的长度大于原数组的长度，那么多余的元素会以默认值填充；如果新数组的长度小于原数组的长度，则只复制前部分元素。
Arrays.copyOf 方法的基本语法如下：
arr1_copy = Arrays.copyOf(arr1, new_length);
arr1：是需要拷贝的原数组。new_length：是拷贝后的新数组的长度。如果不指定此参数，将使用原数组的长度。
Arrays.copyOf 返回的是一个新的数组对象，所以改变返回数组中的元素值不会影响原来的数组。
注意：数组当中存储的是基本类型数据时，不论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类 型，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题，后面文章会进行讲解。
实现自己版本的拷贝数组
public static int[] copyOf(int[] arr) { int[] ret = new int[arr.length]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { ret[i] = arr[i]; } return ret; }
1.3 求数组中的平均值
给定一个整型数组, 求平均值
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; System.out.println(avg(arr)); } public static double avg(int[] arr) { int sum = 0; for (int x : arr) { sum += x; } return (double)sum / (double)arr.length; } // 执行结果 3.5
1.4 查找数组中指定元素(顺序查找)
给定一个数组, 再给定一个元素, 找出该元素在数组中的位置
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,10,5,6}; System.out.println(find(arr, 10)); } public static int find(int[] arr, int data) { for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (arr[i] == data) { return i; } // 表示没有找到 return -1; } // 执行结果 3
1.5 查找数组中指定元素(二分查找)
针对有序数组, 可以使用更高效的二分查找
有序分为 “升序” 和 “降序” 如 1 2 3 4 , 依次递增即为升序. 如 4 3 2 1 , 依次递减即为降序
以升序数组为例, 二分查找的思路是先取中间位置的元素, 然后使用待查找元素与数组中间元素进行比较：
- 如果相等，即找到了返回该元素在数组中的下标
- 如果小于，以类似方式到数组左半侧查找
- 如果大于，以类似方式到数组右半侧查找
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; System.out.println(binarySearch(arr, 6)); } public static int binarySearch(int[] arr, int toFind) { int left = 0; int right = arr.length - 1; while (left <= right) { int mid = (left + right) / 2; if (toFind < arr[mid]) { // 去左侧区间找 right = mid - 1; } else if (toFind > arr[mid]) { // 去右侧区间找 left = mid + 1; } else { // 相等, 说明找到了 return mid; } } // 循环结束, 说明没找到 return -1; } // 执行结果 5
这个查找的效率还是很高效的，一次就可以砍掉一半的数据，并且在数据越大的时候越有优势。
1.6 数组排序（冒泡排序）
给定一个数组, 让数组升序 (降序) 排序. 算法思路：
假设排升序：
- 将数组中相邻元素从前往后依次进行比较，如果前一个元素比后一个元素大，则交换，一趟下来后最大元素就在数组的末尾
- 依次从上上述过程，直到数组中所有的元素都排列好
public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 5, 2, 7}; bubbleSort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); } public static void bubbleSort(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length; i++) { for (int j = 1; j < arr.length-i; j++) { if (arr[j-1] > arr[j]) { int tmp = arr[j - 1]; arr[j - 1] = arr[j]; arr[j] = tmp; } } } // end for } // end bubbleSort // 执行结果 [2, 5, 7, 9]
冒泡排序性能较低. Java 中内置了更高效的排序算法
public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 5, 2, 7}; Arrays.sort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); }
关于 Arrays.sort 的具体实现算法，后期会有专门的篇章来讲解。
1.7 数组逆序
给定一个数组, 将里面的元素逆序排列.
思路：
- 设定两个下标, 分别指向第一个元素和最后一个元素. 交换两个位置的元素.
- 然后让前一个下标自增, 后一个下标自减, 循环继续即可
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 2, 3, 4}; reverse(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); } public static void reverse(int[] arr) { int left = 0; int right = arr.length - 1; while (left < right) { int tmp = arr[left]; arr[left] = arr[right]; arr[right] = tmp; left++; right--; } }
🌤️全篇总结
通过本篇的学习，您已经掌握了Java数组的一些重要操作技巧，包括数组转字符串、数组拷贝、求平均值、顺序查找、二分查找、数组排序和数组逆序等。这些操作对于日常编程和算法设计都具有重要意义，希望您能够灵活运用这些技巧，提升自己的编程能力。
