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JavaBase

JavaArray

Java数组

  1. 数组概述
  2. 数组声明创建
  3. java内存分析
  4. 数组使用
  5. 多维数组
  6. Arrays类
  7. 冒泡排序
  8. 稀疏数组

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
  • 每一个数据称作一个数组元素，数组元素可以通过一个下标来访问

数组声明与创建

  • 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组(声明时数组并不存在)。声明方法：

    dataType[] arrayRefvar;		//首选方法
dataType addayRefvar[];		//效果相同，但不是首选方法

  • java语言使用new操作符来创建方法(创建后数组就存在了)，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

  • 联系：给数组赋值并累加求值

    package com.heng.array;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = new int[10];
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
            arrays[i] = i;
        }
        for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
            sum+=arrays[i];
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

  • 初始化

    package com.heng.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};
        Demo01[] demo01s = {new Demo01(),new Demo01()};
        //动态初始化
        int[] b = new int[10];
    }
}

  • 数组的四个基本特点

    • 数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的。
    • 其元素必须是相同的数据类型，不允许出现混合类型
    • 数组中的元素可以是任何类型，包括基本类型和引用类型
    • 数组可以看做一个对象，Java对象是在堆中的，数组对象本身是在堆中的。

  • 数组边界

    数组的合法区间：[0,length-1],如果越界就就会报错！

    package com.heng.array;

public class Demo03 {
    public static void main(String args[]){
        int[] a = new int[2];
        System.out.println(a[2]);//越界！
    }
}

    image4-3

Java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

  • java内存分析图示

    image4-2

数组使用

  • For-Each循环

    package com.heng.array;

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        for (int i : array) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

    image4-4

  • 数组作为参数

    package com.heng.array;

public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        printArrays(arrays);
    }
    public static void printArrays(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
    }
}

    image4-5

  • 数组做返回值

    package com.heng.array;

public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArrays(reverse);
    }
    //反转数组
    public static int[] reverse(int[] arrays){
        int[] result = new int[arrays.length];
        for (int i = 0,j=result.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
            result[j] = arrays[i];
        }
        return result;
    }
    //打印数组
    public static void printArrays(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
    }
}

    image4-6

多维数组

  • 多维数组可以看成是数组的数组。例如一个二维数组就是一个特殊的一维数组，每一个元素都是一个一维数组

  • 多维数组的组成

    image4-7

    package com.heng.array;

public class Demo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个二维数组
        int[][] arrays = {{1,2},{3,4},{5,6},{7,8}};
        /*
        *  相当于一个四行二列  [4][2]
        *   {1,2}   arrays[0]
        *   {3,4}   arrays[1]
        *   {5,6}   arrays[2]
        *   {7,8}   arrays[3]
        * */
        //打印arrays[0]所得的结果为arrays[0]的地址
        System.out.println(arrays[0]);
        System.out.println("==================");
        //但是通过printArrays函数打印就能把arrays[0]的值打印出来
        printArrays(arrays[0]);
        System.out.println("==================");
        //或者用二维数组打印方式打印
        System.out.println(arrays[0][0]+" "+arrays[0][1]);
    }
    public static void printArrays(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
}

    image4-8

Arrays类

  • 数组的工具类java.util.Arrays

  • 该类包含用于操作数组的各种方法（如排序和搜索）。

    package com.heng.array;

import java.util.Arrays;

public class Demo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {2,4,5,6,71,1,15,48,89,12,545};
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.sort(a);//排序方法 ：升序
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
}

    image4-9

冒泡排序

  • 冒泡排序是最常用的八大排序算法之一，通过嵌套循环实现

  • 冒泡排序的原理

    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. 下一轮则可以少一次排序
    4. 一次循环，直到结束

  • 示例代码

    package com.heng.array;

import java.util.Arrays;

public class Demo08 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,5,10,55,2,444,64,50};
        System.out.println(Arrays.toString(a));		
        System.out.println("=================");
        int[] sort = sort(a);
        //调用完排序方法后，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    public static int[] sort(int[] array){
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断我们要走多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //通过flag标识减少没有意义的比较
            boolean flag = false;
            //内层循环，比较判断两个数，交换位置
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if(array[j+1]>array[j]){
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                    flag = true;
                }
            }
            if(flag==false){
                break;
            }
        }
        return array;
    }
}

    image4-10

稀疏数组

  • 稀疏数组就是一种数据结构

  • 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值得数组时，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的行列及值记录在一个小规模数组中，从而缩小程序的规模

    image4-11

  • 原始数组转换成稀疏数组

    package com.heng.array;

public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        //五子棋游戏：创建一个二维数组 11*11 0：没有旗子 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();
        }

        //转换为稀疏数组
        //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("有效值为："+sum);

        //创建一个稀疏数组
        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0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("输出稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.println(array2[i][0]+"\t"
                    +array2[i][1]+"\t"
                    +array2[i][2]+"\t");
        }
    }
}

    image4-12

  • 稀疏数组还原

            //输出稀疏数组
        System.out.println("输出稀疏数组");
        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");
        //稀疏数组转换成原始数组

        //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];
        }
        System.out.println("输出还原后的数组");
        for (int[] ints:array1) {
            for (int anInt:ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }

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Java
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