Java 4 Java数组

数组的声明和创建

• 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访问的，数组索引从0开始。

• 获取数组长度：

  arrays.length

Demo

package com.zhang.array;

public class Demo {
    //变量的类型 变量的名字 = 变量的值
    //数组类型
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums;
        nums = new int[10];
        nums[0] = 1;
        nums[1] = 2;
        nums[2] = 3;
        nums[3] = 4;
        nums[4] = 5;
        nums[5] = 6;
        nums[6] = 7;
        nums[7] = 8;
        nums[8] = 9;
        nums[9] = 10;
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        //获取数组长度：arrays.length
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum = sum + nums[i];
        }
        System.out.println("总和为：" + sum);
    }
}

运行结果

总和为：55

三种初始化及内存分析

Java内存

堆

• 存放new的对象的数组
• 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

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

  int[] a = neew int[2];
  a[0] = 1;
  a[2] = 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。

Demo

package com.zhang.array;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化：创建 + 赋值
        int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
        System.out.println(a[0]);
        //动态初始化：包含默认初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;
        b[1] = 10;
        System.out.println(b[0]);
        System.out.println(b[1]);
        System.out.println(b[2]);
        System.out.println(b[3]);
    }
}

运行结果

1
10
10
0
0

下标越界及小结

数组的基本特点

• 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，数组对象本身是在堆中的。
• 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则报：ArrayIndexOutofBounds

Demo

package com.zhang.array;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
        for (int i = 0; i <= a.length; i++) {
            System.out.println(a[i]);
        }
    }
}

运行结果

1
2
3
4
5
6
7
8
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 8
	at com.zhang.array.Demo.main(Demo.java:7)

数组的使用

• For-Each循环
• 数组作方法入参
• 数组作返回值

Demo1

package com.zhang.array;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(arrays[i]);
        }
        System.out.println("==========");
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            sum += arrays[i];
        }
        System.out.println("sum=" + sum);
        System.out.println("==========");
        int max = arrays[0];
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if (arrays[i] > max) {
                max = arrays[i];
            }
        }
        System.out.println("max= " + max);
    }
}

运行结果

1
2
3
4
5
==========
sum=15
==========
max= 5

Demo2

package com.zhang.array;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5};
//        for (int array : arrays) {
//            System.out.println(array);
//        }
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(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;
    }
    public static void printArray(int[] arrays) {
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i] + " ");
        }
    }
}

运行结果

5 4 3 2 1 

二维数组

Demo

package com.zhang.array;

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

运行结果

1
2
2
3
3
4
4
5

Arrays讲解

• 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2进行一些基本的操作
• 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
• 具有以下常用功能：
  • 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操作

Demo

package com.zhang.array;

import java.util.Arrays;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23};
        //System.out.println(a);    [I@4554617c
        //打印数组元素Arrays.toString
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
}

运行结果

[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]

冒泡排序

package com.zhang.array;

import java.util.Arrays;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1, 4, 5, 6, 72, 2, 2, 2, 25, 6, 7};
        int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(sort));
    }
    public static int[] 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.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;
    }
}

运行结果

[1, 2, 2, 2, 4, 5, 6, 6, 7, 25, 72]

稀疏数组

Demo

package com.zhang.array;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建一个二维数组 11*11 0：没有棋子 1：黑棋 2：白棋
        int[][] array1 = new int[5][5];
        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();
        }
        //转换为稀疏数组保存
        //获取有效值的个数
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            for (int j = 0; j < 5; j++) {
                if (array1[i][j]!=0) {
                    sum++;
                }
            }
        }
        System.out.println("有效值的个数：" + sum);
        //2、创建一个稀疏数组的数组
        int[][] array2 = new int[sum+1][3];
        array2[0][0] = 5;
        array2[0][1] = 5;
        array2[0][2] = sum;
        //遍历二维数组，将非零的值，存放稀疏数组中
        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("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");
        //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

输出原始的数组
0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	
0	0	0	2	0	
0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	
有效值的个数：2
稀疏数组
5	5	2	
1	2	1	
2	3	2	
==========
还原
输出还原的数组
0	0	0	0	0	
0	0	1	0	0	
0	0	0	2	0	
0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0