[数据结构与算法]9 2021-10-14

数组

数组的概述

• 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它们

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。下面是声明变量的语法：

dataType[] arrayTefVar=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

• 列：

public class arrayTest1 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?//变量的类型  变量的名字 = 变量的值；
 ? ? ? ?//数组类型 [] 数组的名字
 ? ? ? ?int[] nums1; //第一种定义方法推荐使用这种
 ? ? ? ?int nums2[]; //第二种定义方法早些年为了c语言的习惯定义
 ? ? ? ?int[] nums3 = new int[10];//第三种声明加创建
 ? ? ? ?nums1 = new int[10]; //这里可以存放10个int类型的数字了
 ? ? ? ?//给数组元素赋值
 ? ? ? ?nums1[0] = 1;
 ? ? ? ?nums1[1] = 2;
 ? ? ? ?nums1[2] = 3;
 ? ? ? ?nums1[3] = 4;
 ? ? ? ?nums1[4] = 5;
 ? ? ? ?nums1[5] = 6;
 ? ? ? ?nums1[6] = 7;
 ? ? ? ?nums1[7] = 8;
 ? ? ? ?nums1[8] = 9;
 ? ? ? ?nums1[9] = 100;
 ? ? ? ?//计算所有元素的和
 ? ? ? ?int sum = 0;
 ? ? ? ?//获取数组的长度 nums1.length
 ? ? ? ?for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
 ? ? ? ? ? ?sum += nums1[i];
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?System.out.println("总和为" + sum);
 ?  }
总和为145
?
Process finished with exit code 0
 ? ?

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

nums1 = new int[3]; //这里可以存放3个int类型的数字了
//给数组元素赋值
nums1[0] = 1;
nums1[1] = 2;
nums1[2] = 3;

• 数组的默认初始化：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，其中的没个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化

public class arrayTest2 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?//静态初始化
 ? ? ? ?int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
 ? ? ? ?//动态初始化
 ? ? ? ?int[] b = new int[2];
 ? ? ? ?a[0] = 1;
 ? ? ? ?a[1] = 2;
 ?  }
}

数组的基本特点

• 其长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的

• 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

• 数组本身就是对象，Java中对象实在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本省是在堆中的

Java的内存分析

图片：

?

1. 具体不止这几个还有其他的分类

2. 具体的分析

?

1. 当输出第10个数是会报数组下标越界了的错误

数组的使用

• For-Each循环

1. 列：打印所有的数组，计算所有元素的和，查找最大元素。

public class arrayTest3 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?int[] array1 = new int[5];
 ? ? ? ?array1[0] = 1;
 ? ? ? ?array1[1] = 23;
 ? ? ? ?array1[2] = 5;
 ? ? ? ?array1[3] = 53;
 ? ? ? ?array1[4] = 9;
 ? ? ? ?//打印所有的数组
 ? ? ? ?for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
 ? ? ? ? ? ?System.out.println(array1[i]);
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?//计算所有元素的和
 ? ? ? ?int sum = 0;
 ? ? ? ?for (int j = 0; j < array1.length; j++) {
 ? ? ? ? ? ?sum += array1[j];
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?System.out.println("元素的和为:" + sum);
 ? ? ? ?//查找最大元素
 ? ? ? ?int max = array1[0];
 ? ? ? ?for (int a = 0; a < array1.length; a++) {
 ? ? ? ? ? ?if (array1[a] > max) {
 ? ? ? ? ? ? ? ?max = array1[a];
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?System.out.println("最大元素为:" + max);
?
 ?  }
}
1
23
5
53
9
元素的和为:91
最大元素为:53
?
Process finished with exit code 0

• 数组作方法入参

1. 列

public class arrayTest4 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
 ? ? ? ?//JDK5没有下标,遍历数组
 ? ? ? ?printArray(arrays);
 ?  }
 ? ?//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] + " ");
 ? ? ?  }
 ?  }
}
1 2 3 4 5 
Process finished with exit code 0

• 数组作返回值

1. 列：键盘录入5个int类型的数据存储数组arr中，定义方法将arr数组中的内容反转，定义方法对反转后的数组进行遍历

import java.util.Scanner;
?
/*
 *  需求：
 * ?  (1)键盘录入5个int类型的数据存储数组arr中
 * ?  (2)定义方法将arr数组中的内容反转
 * ?  (3)定义方法对反转后的数组进行遍历
 * 分析：
 * ?  A:定义一个长度为5的数组
 * ?  B:通过键盘录入数据给数组中的元素赋值
 * ?  C:定义方法将arr数组中的内容反转
 * ? ? ? ? ? ? 什么是反转？ 如何实现反转
 * ?  D:定义方法对反转后的数组进行遍历
 *
 *
 * ? ? */
public class arrayTest5 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?//定义1个5个数据的数组
 ? ? ? ?int[] arr = new int[5];
 ? ? ? ?//键盘录入数据
 ? ? ? ?Scanner sc = new Scanner(System.in);
?
 ? ? ? ?for (int x = 0; x < arr.length; x++) {
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("请输入" + (x + 1) + "个元素值:");
 ? ? ? ? ? ?int num = sc.nextInt();
 ? ? ? ? ? ?//这里把输入的数据传入数组中且利用for循环传入5次
 ? ? ? ? ? ?arr[x] = num;
?
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?//反转前
 ? ? ? ?printArray(arr);
 ? ? ? ?reverse(arr);
 ? ? ? ?//写方法进行数组遍历
 ? ? ? ?printArray(arr);
 ?  }
?
 ? ?//遍历数组
 ? ?public static void printArray(int[] arr) {
 ? ? ? ?System.out.print("[");
 ? ? ? ?for (int x = 0; x < arr.length; x++) {
 ? ? ? ? ? ?//如果数组的索引是最后一个
 ? ? ? ? ? ?if (x == arr.length - 1) {
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println(arr[x] + "]");
 ? ? ? ? ?  } else {
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.print(arr[x] + ",");
 ? ? ? ? ?  }
?
 ? ? ?  }
 ?  }
?
 ? ?//写方法 将数组中的内容反转 明确参数列表int[] arr 明确返回值 无返回值void
 ? ?public static void reverse(int[] arr) {
 ? ? ? ?for (int start = 0, end = arr.length - 1; start <= end; start++, end--) {
 ? ? ? ? ? ?//采用第三方变量的方式 把数组中的内容反转
 ? ? ? ? ? ?int temp = arr[start];
 ? ? ? ? ? ?arr[start] = arr[end];
 ? ? ? ? ? ?arr[end] = temp;
?
 ? ? ?  }
?
 ?  }
}
请输入1个元素值:
1
请输入2个元素值:
2
请输入3个元素值:
3
请输入4个元素值:
4
请输入5个元素值:
5
[1,2,3,4,5]
[5,4,3,2,1]
?
Process finished with exit code 0
?

arr[x] = num;这里把输入的数据传入数组中且利用for循环传入5次

1. 第二种方法使用返回值

import javax.swing.*;
import java.util.Scanner;
?
public class arrayTest6 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?//输入一个数决要输入几个数进行反转也就是定义数组的大小
 ? ? ? ?Scanner scanner1=new Scanner(System.in);
 ? ? ? ?System.out.println("请输入一个数决定要数输入的数:");
 ? ? ? ?int num1=scanner1.nextInt();
 ? ? ? ?int[] arrays=new int[num1];
 ? ? ? ?Scanner scanner2=new Scanner(System.in);
 ? ? ? ?//巧妙利用循环将输入的数据传入数组
 ? ? ? ?for (int i=0;i<arrays.length;i++){
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("请输入" + (i + 1) + "个元素值:");
 ? ? ? ? ? ?int num2 =scanner2.nextInt();
 ? ? ? ? ? ?arrays[i] = num2;
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?int[] reverse=reverse(arrays);
 ? ? ? ?printArray(reverse);
 ?  }
 ? ?//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];
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?//返回result这个数组上面借用printArray这个方法进行打印
 ? ? ? ?return result;
 ?  }
 ? ?//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]+" ");
 ? ? ?  }
 ?  }
请输入一个数决定要数输入的数:
7
请输入1个元素值:
1
请输入2个元素值:
2
请输入3个元素值:
3
请输入4个元素值:
4
请输入5个元素值:
5
请输入6个元素值:
6
请输入7个元素值:
7
7 6 5 4 3 2 1 
Process finished with exit code 0
?

多维数组

• 多维数组可以看成是数组的数组，不如说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

• 二维数组

int[][] arrays = {{3, 1}, {3, 3}, {5, 5}, {6, 3}};

• 二维数组arrays可以看成一个4行2列的数组第一行的数有3和1

• 列：

public class arryTest7 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?int[][] arrays = {{3, 1}, {3, 3}, {5, 5}, {6, 3}};
 ? ? ? ?for (int i=0;i<arrays.length;i++){
 ? ? ? ? ? ?//这里表示里面的数组的长度时要用arrays[i].length;表示
 ? ? ? ? ? ?for (int j=0;j<arrays[i].length;j++){
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.print(arrays[i][j]);
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ? ?System.out.println();
 ? ? ?  }
 ?  }
}
31
33
55
63
?
Process finished with exit code 0 

1. 如果直接用System.out.println(arrays.length);输出数组它只能获取整体数组的长度即4，表示有4个一维数组

2. 要想打印出二维数组就要用到循环进行嵌套，到第二个循环时里面的数组的长度时要arrays[i].length;表示(合理且巧妙的使用)

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提供我们调用，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

• 查看JDK帮助文档

• 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")

• 具有以下常用功能：

1. 给数组赋值:通过fill方法

2. 对数组排序:通过sort方法，按升序

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binarSearch方法能堆排序好的数组进行二分查找操作

• 拓展当学习一个类的时候我们可以通过按住ctrl加左键打开这个类在点击左下角的structure可查看这个类中的所有方法

• 列：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
?
public class arrayTest8 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?int[] a={2,4,5,6564,7,47,868,};
 ? ? ? ?//打印数组元素生成了[I@1b6d3586,hashcood编码
 ? ? ? ?System.out.println(a);
 ? ? ? ?//调用了Arrays中的toString方法
 ? ? ? ?System.out.println(Arrays.toString(a));
 ? ? ? ?//这里经常搞混，用自己写的方法只需要方法名加（）就可直接使用
 ? ? ? ?prinArray(a);
 ? ? ? ?/*将数组进行排序Arrays.sort,这里只进行排序而不进打印，
 ? ? ? ?打印需要用System.out.println进行输出，升序
 ? ? ? ? */
 ? ? ? ?Arrays.sort(a);
 ? ? ? ?System.out.println("\n"+Arrays.toString(a));
 ? ? ? ?//对数组进行填充
 ? ? ? ?Arrays.fill(a,0);
 ? ? ? ?System.out.println(Arrays.toString(a));
?
 ?  }
 ? ?//自己也可以写一个方法取打印数组
 ? ?public static void prinArray(int[] a){
 ? ? ? ?for(int i=0; i<a.length; i++){
 ? ? ? ? ? ?System.out.print(a[i]+",");
 ? ? ?  }
 ?  }
?
}
[I@1b6d3586
[2, 4, 5, 6564, 7, 47, 868]
?
[2, 4, 5, 7, 47, 868, 6564]
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
?
Process finished with exit code 0
?

1. 当打印数组的方法不正确出现I@1b6d3586的东西叫hashcood编码

2. prinArray(a);这里经常搞混，用自己写的方法只需要方法名加（）就可直接使用

3. 将数组进行排序Arrays.sort,这里只进行排序而不进打印，打印需要用System.out.println进行输出，默认是升序，想要降序的话需要使用其他的方法

4. Arrays.fill(a,0);对数组进行填充，意思是数组中所有的元素都变为0

冒泡排序