本文主要是介绍Java数组，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

Java数组

• 一、数组概述
• • 数组的定义
• 二、数组声明创建
• 三、三种初始化及内存分析
• • 3.1 内存分析
  • 3.2 三种初始化
• 四、下标越界及小结
• • 4.1 数组的四个基本特点
  • 4.2 数组边界
• 五、数组使用
• 六、多维数组（多层嵌套）
• 七、Arrays类
• 八、冒泡排序
• 九、稀疏数组(数据结构)
• • 稀疏数据介绍

一、数组概述

数组的定义

• 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类型数据，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小标来访问它们

二、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。下面是声明数组变量的语法：
  
• Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下:
  
• 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：arrags.length

代码示例：

public static void main(String[] args) {
        //int[] nums = new int[10];一定要给大小，通过下标访问
        int[] nums;//1.声明一个数组

        nums = new int[10];//2.创建一个数组

        //3.给数组元素赋值
        for (int i = 0;i<10;i++){
            nums[i] = i+1;
        }

        System.out.println(nums[0]);

        for (int i = 0;i<10;i++){
            System.out.println(nums[i]);
        }

        //计算数组和
        int sum = 0;

        for (int i = 0;i<nums.length;i++){
            sum +=nums[i];
        }
        System.out.println(sum);
    }

三、三种初始化及内存分析

3.1 内存分析

• Java内存分析：
  
• 示例代码图解
  

3.2 三种初始化

1. 静态初始化
   
2. 动态初始化
   
3. 数组的默认初始化

• 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。

四、下标越界及小结

4.1 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
• 数组中的元素可以使任何数据类型，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，数组对象本身就是在堆中的

4.2 数组边界

• 下标的合法区间：[0,length-1]，如果越界就会报错；
  
• ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常

小结

• 数组是相同数据类型（数据类型可以为任意类型）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
• 数组的长度的确定是不可变得。如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsException

五、数组使用

• for-each循环

• 数组作方法入参

• 数组作返回值

• 综合代码示例

//打印数组元素
    public static void printArray(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(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;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};
        printArray(arrays);
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);
        //打印全部的数组元素
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(arrays[i]);
        }
        System.out.println("----------");
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;

        for (int i = 0;i<arrays.length;i++){
            sum +=arrays[i];
        }
        System.out.println(sum);
        System.out.println("----------");

        //查找最大元素
        int maxNum = 0;
        for (int i = 0;i<arrays.length;i++){
            if(arrays[i]>maxNum) {
                maxNum =arrays[i];
            }
        }
        System.out.println(maxNum);
        System.out.println("----------");

        //for-each:JDK 1.5
        for (int array : arrays){
            System.out.println(array);
        }
    }

六、多维数组（多层嵌套）

• 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维数组，其每一个元素都是一个一维数组
• 二维数组
  int[][] a = new int[2][5]
• 解析：以上二维数组是一个2行5列的二维数组

//创建二维数组
        int[][] arrays2 = {
                {1,2},
                {3,4}
        };

• 图解
  
  

七、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操作
• 查看JDK帮助文档
  

public static void main(String[] args) {
        int[] a = {65,62,548,84,1,5,4,8,65};
        System.out.println(a);//对象的hashcode:[I@4554617c

        //打印数组元素
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        /* Arrays.toString()源码
        public static String toString(int[] a) {
            if (a == null)
                return "null";
            int iMax = a.length - 1;
            if (iMax == -1)
                return "[]";

            StringBuilder b = new StringBuilder();
            b.append('[');
            for (int i = 0; ; i++) {
                b.append(a[i]);
                if (i == iMax)
                    return b.append(']').toString();
                b.append(", ");
            }
        }
         */
        //数组排序
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }

• 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（是不用，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是否相等
  4.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操作

八、冒泡排序

• 冒泡排序无疑是最出名的排序算法之一，（总共有八大排序）
• 冒泡的代码还是很简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，江湖中人尽皆知

//冒泡排序
    //1.比较数组中，两个相邻的元素，如果第一个数大于第二个数，交换位置
    //2.每一次比较，都会产生一个最大或最小数
    //3.下一轮则可以少一次排序
    //4.依次循环，直到结束
    public static int[] sort(int[] array){
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断走多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //内层循环，比较判断两个数，交换位置
            //>：表示从大到小
            //<：表示从小到大
            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;
                }
            }
        }
        return array;
    }

• 当看到嵌套循环，应该立马就可以得到这个算法的时间复杂度为O(n2)
• 思考一下如何优化？
  利用标识，打破不必要的循环，减少时间成本

九、稀疏数组(数据结构)

• 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
  
• 分析问题：因为该二维数组的很多值是默认值0，因此记录了很多没有意义的数据
• 解决：稀疏数组

稀疏数据介绍

• 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组
• 稀疏数组的处理方式是:
  1.记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值
  2.把具不同的元素和行列及值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模
• 如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

通过坐标记录元素

• 代码详细示例

public static void main(String[] args) {

        //1.创建一个二维数组 11*11  0：没有棋子  1：黑  2：白
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 2;
        //输出原始数组
        System.out.println("输出原始数组");
        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("有效值个数："+sum);

        //2.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，将非零的值存放在稀疏数组
        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("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");
        }

        //还原
        System.out.println("还原");

        //1.读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2.给其中的元素还原它的值
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //3.打印
        System.out.println("输出还原的数组");
        for (int[] ints: array3) {
            for (int anInt : ints){
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }

• 运行结果
  

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