Java初学者笔记十五:数组

2021/9/5 14:06:35

本文主要是介绍Java初学者笔记十五: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!

数组

  • 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,每个数组元素可以通过一个下标来访问。

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。
    • 声明数组变量的语法:
dataType[] arrayRefVar; //首选方法
//or 
dataType arrayRefVar[];//效果相同

例子:

int[] nums; //声明一个数组
//or 
int nums[];
  • Java语言使用new操作符来创建数组。
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

例子:

nums = new int[5];//创建一个数组([10]为分配的大小)

int[] nums = new int[5]; //声明创建写在一起
  • 数组的元素是通过索引访问的,数组索引从0开始。

    nums[0] = 1;
    nums[1] = 2;
    nums[2] = 3;
    //.....
    
    
  • 获取数组长度:

    arrays.length
    

    例子:

    int[] nums = new int[5];
    //计算所有元素的和
    nums[0] = 1;
    nums[1] = 2;
    nums[2] = 3;
    nums[3] = 4;
    nums[4] = 5;
    
    int sum = 0;
    //获取数组长度
    for (int i = 0; i < nums.length; i++){ //快捷fori+Alt+回车
        sum = sum + nums[i];
    }
    System.out.println("总和为:" + sum);
    

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。
  • 其元素必须是相同类型的有序集合,不允许出现混合类型。
  • 数组的元素是任何数据类型,包括基本类型和引用类型。
  • 数组变量属引用类型,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 static void main(String[] args)}{
        int[] a = new int[2];
        System.out.println(a[2]);
    }
    
    • ArraylndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常!

数组的使用

  • For循环

    int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++){
        sum += arrays[i];
    }
    System.out.println("和="+sum);
    
  • For-Each循环

    int[] arrays = {1,2,3,4,5};
    for (int array : arrays){ //(arrays.for)没有下标
        System.out.println(array);//输出所有元素
    }
    
  • 数组作方法入参

    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arrays = {1,2,3,4,5};
            printArray(arrays);
        }
        //打印数组元素的方法
        public static void printArray(int[] arrays){
            for(int i = 0; i < arrays.length; i++){
                System.out.print(arrays[i]+" ");
            }
        }
    }
    
    
  • 数组作返回值

    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arrays = {1,2,3,4,5};
          int[] reverse = reverse(arrays); //返回一个结果,已经反转过
            printArray(reverse);
        }
        //反转数组
        public static int[] reverse(int[] arrays){
            int[] result = new int[arrays.length];
            //反转的语句
            for (int i = 0; j = result.length-1; i < arrays.length; i++,j--){
                result[j] = arrays[i];
            }
            return result;
        }
        //打印数组元素的方法
        public static void printArray(int[] arrays){
            for(int i = 0; i < arrays.length; i++){
                System.out.print(arrays[i]+" ");
            }
        }
        
    }
    
    

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维数组,其每个元素都是一个一维数组。

二维数组

int a[][] = new int[2][5];

例子:

int [][]array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
System.out.println(array[0][0]);//第0个数组中第0个数组元素,1。
printArray(array[0]);//打印第一组元素中所有数组元素,1和2.用System.out.println()无法打印出,需配合打印方法。
System.out.println(array.length);//输出4,为外围数组长度。
System.out.println(array[0].length);//输出4和2。    
//打印数组元素方法
public static void printArray(int[] arrays){
        for(int i = 0; i < arrays.length; i++){
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
    }

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。
  • 使用JDK帮助文档查看
  • 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。
  • 常用功能
    • 给数组赋值:通过fill方法
    • 堆数组排序: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操作。

例子:

int[] a = {1,8,43,54,12,34};
System.out.println(a); //[I@1b6d3586

//打印数组元素
System.out.println(Arrays.toString(a));//Arrays.toString为工具类,输出[1, 8, 43, 54, 12, 34]
//数组排序
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));//输出为[1, 8, 12, 34, 43, 54]。
//数组填充
Arrays.fill(a,2,4,0);//(a,formlndex:2,tolendex:4,val:0)
System.out.println(Arrays.toString(a));//2~4下标之间的数字被零填充,输出[1, 8, 0, 0, 43, 54],包括下标3.

数组拓展

冒号排序

例子:

public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        int[] a = {8,1,54,87,34,12};
        int[] sort = sort(a);//sort(a)调用排序方法,返回一个排序后的数组。
        System.out.println(Arrays.toString(sort));
        }
    //冒泡排序
    public static int[] sort(int[] array){
        int temp = 0;//临时变量
        //外层循环,判断循环多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++){
            //内层循环,比较大小,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;
                }
            }
        }
        return array;
    }
    
}

优化例子:

public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        int[] a = {1,8,43,54,12,34};
        int[] sort = sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(sort));
        }
    public static void sort(int[] array){
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++){
            boolean flag = false;//通过flag标识位减少没有意义的比较
            for (int j = 0; j < array.lenth-1-i; j++){
                if (array[j+1] < array[j]){
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    arrat[j+1] = temp;
                    flag = ture;
                }
            }
            if (flag == false){
                break;
            }
        }
        return array;
    }
    
}

稀疏数组

  • 当一个数组中大部分元素为0或为同一值的数组时,可以使用稀疏数组来保存该数组。
  • 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和行列及值记录在一个小规模的数组中,从而缩小程序规模。
public class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个二维数组 11*11
        int[][] array = new int[11][11];
        array[1][2] = 1;
        array[2][3] = 2;
        //输出原始的数组
        System.out.println("输出原始数组");
        for (int[] ints : array) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        
        //转换为稀疏数组保存
        
        //获取有效值个数
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 11; i++) {
            for (int j = 0; j < 11; j++) {
                if (array[i][j] != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }
        System.out.println("有效值的个数:" + sum);

        //创建一个稀疏数组
        int[][] array01 = new int[sum + 1][3];
        array01[0][0] = 11;
        array01[0][1] = 11;
        array01[0][2] = sum;
        //遍历二维数组,将非零的值存放在稀疏数组中
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                if (array[i][j] != 0) {
                    count++;
                    array01[count][0] = i;
                    array01[count][1] = j;
                    array01[count][2] = array[i][j];
                }
            }
        }
        System.out.println("============================");
        //输出稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array01.length; i++) {
            System.out.println(array01[i][0] + "\t" + array01[i][1] + "\t" + array01[i][2] + "\t");
        }
        System.out.println("============================");
        //还原
        System.out.println("还原");

        //读取稀疏数组的值
        int[][] array02 = new int[array01[0][0]][array01[0][1]];
        //给其中的元素还原它的值
        for (int i = 1; i < array01.length; i++){
            array02[array01[i][0]][array01[i][1]] = array01[i][2];
        }
        //打印
        System.out.println("输出还原数组");
        for (int[] ints : array02) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

输出结果:

输出原始数组
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
有效值的个数:2
============================
稀疏数组
11	11	2	
1	2	1	
2	3	2	
============================
还原
输出还原数组
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	

进程已结束,退出代码为 0

数组的内存分析

  1. 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。
  2. 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(会存放这个引用在对立面的具体地址)

三种初始化

  • 静态初始化

    int[] a = {1,2,3}; //直接初始化(创建+赋值),放多少个数组元素就有多大,一旦定义就不可改变
    System.out.println(a[0]);//输出1
    
    Num[] nums = {new Num(1,1), new Num(2,2)};//引用其他类(Num)中的数组元素
    
  • 动态初始化(包含默认初始化)

    int[] a = new int[2];// 声明数组,创建数组
    //赋值(若未赋值,则默认为0)
    a[0] = 1;
    a[1] = 2;
    
  • 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,其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。


这篇关于Java初学者笔记十五:数组的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!


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