[数据结构与算法]Java数组

1.数组的概述

• 数组的定义：

  • 数组是具有相同数据类型的有序集合；

  • 数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后顺序排列组合而成；

  • 其中，每一个数据称为数组元素，每一个数组元素可以通过一个下标来访问他们。

2.数组的声明创建

• 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：

  dataType[] arrayRefVar; ? ? ? ? //首选的方法
  或
  dataType arrayRefVar[]; ? ? ? ? //效果相同，但不是首选方法

• 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来访问的，数组索引从0开始；

• 获取数组的长度：

  arrays.length

(1).内存分析

?

?

(2).数组的三种初始化方法

• 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

  int [] a = new int[2];
  a[0] = 1;
  a[1] = 2;

• 数组默认初始化

  • 数组是引用类型，他的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

public class Demo01 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
?
 ? ? ? ?//静态初始化
 ? ? ? ?int[] a = {1,2,3,4,5,6};
 ? ? ? ?System.out.println(a); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//运行结果：[I@1b6d3586
 ? ? ? ?System.out.println(Arrays.toString(a)); ? ? ? ? ? ? //运行结果：[1, 2, 3, 4, 5, 6]
?
 ? ? ? ?//动态初始化
 ? ? ? ?int[] b = new int[2];
 ? ? ? ?b[0] = 1;
 ? ? ? ?b[1] = 2;
 ? ? ? ?System.out.println(b[0]); ? ? ? ? ?//运行结果：1
 ? ? ? ?System.out.println(b[1]); ? ? ? ? ?//运行结果：2
?
 ? ? ? ?//数组的默认初始化
 ? ? ? ?int[] c = new int[4];
 ? ? ? ?System.out.println(c[0]); ? ? ? ? ?//运行结果：0
 ?  }
}

(3).数组的下标越界及小节

• 数组的四个基本特点：

  • 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；

  • 数组的元素可以是任何类型，包括基本类型和引用类型；

  • 数组变量属于引用类型，数组也可以看成是对象，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中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中的。

• 数组边界

  • 下标的合法区间：[0,length-1],如果越界就会报错；

    public class Demo02 {
     ? ?public static void main(String[] args) {
     ? ? ? ?int[] num = new int[2];
     ? ? ? ?System.out.println(num[2]);
     ?  }
     ? ?//运行结果：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2 ? ? 数组下标越界异常
    }

  • ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常!

  • 小节：

    • 数组是相同数据类型(数据类型可以为任意类型给)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：ArrayIndexOutOfBoundsException

3.数组的使用

• 普通for循环

• for-Each循环

• 数组作方法入参

• 数组作返回值

  public class Demo03 {
   ? ?public static void main(String[] args) {
   ? ? ? ?int[] array = {1,2,3,4,5,6,7};
  ?
   ? ? ? ?//打印全部的数组元素
   ? ? ? ?for(int i = 0; i < array.length; i++){
   ? ? ? ? ? ?System.out.print(array[i]+"");
   ? ? ?  }
  ?
   ? ? ? ?System.out.println("");
   ? ? ? ?//打印全部数组元素
   ? ? ? ?for(int i : array){
   ? ? ? ? ? ?System.out.print(i+"");
   ? ? ?  }
  ?
   ? ? ? ?System.out.println("");
   ? ? ? ?//打印全部元素
   ? ? ? ?System.out.println(Arrays.toString(array));
   ? ? ? ?System.out.println("==============================");
  ?
   ? ? ? ?//计算所有元素的和
   ? ? ? ?int sum = 0;
   ? ? ? ?for(int i = 0; i < array.length; i++){
   ? ? ? ? ? ?sum += i;
   ? ? ?  }
   ? ? ? ?System.out.println("所有元素的和为"+sum);
   ? ? ? ?System.out.println("==============================");
  ?
   ? ? ? ?//查找元素的最大值
   ? ? ? ?int max = array[0];
   ? ? ? ?for(int i = 1 ; i < array.length ; i++){
   ? ? ? ? ? ?if(array[i]>max){
   ? ? ? ? ? ? ? ?max = array[i];
   ? ? ? ? ?  }
   ? ? ?  }
   ? ? ? ?System.out.println(max);
   ?  }
  }

  public class Demo04 {
   ? ?public static void main(String[] args) {
   ? ? ? ?int[] arrays = {1,2,3,4,5,6};
   ? ? ? ?//JDK 1.5  没有下标
  // ? ? ?  for(int i : arrays){
  // ? ? ? ? ?  System.out.println(i);
  // ? ? ?  }
   ? ? ? ?printArray(arrays);
   ? ? ? ?System.out.println();
   ? ? ? ?int[] reverse = reverse(arrays);
   ? ? ? ?printArray(reverse);
   ?  }
  ?
   ? ?//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]+" ");
   ? ? ?  }
   ?  }
  ?
   ? ?//反转数组
   ? ?public static int[] reverse(int[] arrays){
   ? ? ? ?int[] result = new int[arrays.length];
  ?
   ? ? ? ?//反转操作
   ? ? ? ?for(int i = 0 , j=result.length-1 ; i <arrays.length ; i++ , j--){
   ? ? ? ? ? ?result[j] = arrays[i];
   ? ? ?  }
   ? ? ? ?return result;
   ?  }
  }

4.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位数组，其中每一个元素都是一个一位数组。

  

  ?

• 二维数组：以下二维数组i可以看成四行四列

  int i[][] = new int[4][4];

public class Demo05 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?//创建四行四列的二维数组
 ? ? ? ?int[][] array = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12},{13,14,15,16}};
 ? ? ? ?//遍历二维数组
 ? ? ? ?for(int i = 0 ; i < array.length ; i++){
 ? ? ? ? ? ?for(int j = 0 ; j < array[i].length ; j++){
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.print(array[i][j]+ " ");
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ? ?System.out.println();
 ? ? ?  }
 ?  }
// ?  运行结果：1 2 3 4
// ? ? ? ? ? ? 5 6 7 8
// ? ? ? ? ? ? 9 10 11 12
// ? ? ? ? ? ? 13 14 15 16
}

5.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；

• 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。

• 具有一下常用功能：

  • 给数组赋值：通过fill方法；

  • 对数组排序：通过sort方法，按升序；

  • 比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等；

  • 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。

import java.util.Arrays;
?
public class Demo06 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?int[] a = {1,2,54651,6498,1987,41564,64,15846,7,8};
?
 ? ? ? ?//打印数组Arrays.toString(数组名)
 ? ? ? ?System.out.println(Arrays.toString(a));
 ? ? ? ?//运行结果：[1, 2, 54651, 6498, 1987, 41564, 64, 15846, 7, 8]
?
 ? ? ? ?//为数组排序 ： 升序
 ? ? ? ?Arrays.sort(a);
 ? ? ? ?System.out.println(Arrays.toString(a));
 ? ? ? ?//运行结果：[1, 2, 7, 8, 64, 1987, 6498, 15846, 41564, 54651]
?
 ? ? ? ?Arrays.fill(a,0);
 ? ? ? ?System.out.println(Arrays.toString(a));
 ? ? ? ?//运行结果：[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
?
 ? ? ? ?printArray(a);
 ?  }
?
 ? ?public static void printArray(int[] a){
 ? ? ? ?for(int i = 0 ; i < a.length ; i++ ){
 ? ? ? ? ? ?if(i==0){
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.print("[");
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ? ?if(i==a.length-1){
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("]");
 ? ? ? ? ?  }else{
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.print(a[i] + ", ");
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  }
 ?  }
 ? ?//运行结果：[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ]
}

?