Java数组

最近是真的烦,感觉身体被掏空了。这一章节主要是数组的介绍和应用。用法和C的很类似,学了这个才知道这Python是真简洁,但是还是学一手开发性语言好点,光一门解释性语言真不太行。


1、数组概述

1.1 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。

2、数组声明创建

2.1 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:
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dataType[] arrayRefVar;		// 首选方法
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:
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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
  • 获取数组长度的方法:<数组名>.length
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public class ArrayDemo01 {
// 变量类型 变量的名字 = 变量的值;
// 数组类型 数组的名字
public static void main(String[] args) {
// 1、声明一个数组
int[] nums;

// 2、创建一个数组,这里可以存放10个int类型的数据
nums = new int[10];

int[] nums2 = new int[5]; // 以上两步整合为一句话

// 3、给数组中的元素赋值
nums[0] = 1;
nums[1] = 2;
nums[2] = 3;
nums[3] = 4;

System.out.println(nums[4]); // 输出默认值0

int sum = 0;

for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
sum += nums[i];
}
System.out.println("总和为:"+sum); // 输出结果是10
}
}

2.2 内存分析

1、声明数组

int[] array = null;

2、创建数组

array = new int[10];

3、给数组中的元素赋值

计算机中的堆和栈

2.3 数组的三种初始化

  • 静态初始化
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// 静态初始化,创建 + 赋值
int[] a = {1, 2, 3};

// 引用类型,Man是该项目下的另一个类
Man[] mans = {new Man(1,1), new Man(2,2)};
  • 动态初始化
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int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
  • 数组的默认初始化

&emsp;&emsp;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。

2.4 数组的四个基本特点

  • 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

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
  • 数组长度是确定的,不可变的。如果越界,则报:ArrayIndexOutofBounds

3、数组使用

  • 普通的for循环

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public class ArrayDemo03 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};

// 打印所有的数组元素
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);

System.out.println("===========================");
// 查找最大元素
int max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
max = arrays[i];
}
System.out.println("max = "+max);
}
}
  • for-each循环

一般用来打印一些结果

arrays.for自动生成

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public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};

// 增强for循环,取不到下标
// 前面的变量是数组里面每一个元素,后面代表一个数组
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}
}
}
  • 数组作为方法入参

  • 数组作为返回值

一般用在把数组的元素修改一下,然后返回一个新的数组

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public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};

printArray(arrays);

int[] a = reverse(arrays);
printArray(a);
}

// 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];

// 反转的操作
for (int i = 0, j = result.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
}

4、多维数组

在Java里面并不会使用二维数组,因为后面我们要学面向对象编程,所以掌握了解即可

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

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public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
// 定义了一个4行2列的二维数组
/*
1,2 array[0]
2,2 array[1]
3,3 array[2]
4,4 array[3]
*/
int[][] array = {{1,2}, {2,2},{3,3},{4,4}};

System.out.println(array[0][0]); // 输出1
System.out.println(array[0][1]); // 输出2

System.out.println(array.length); // 输出4
System.out.println(array[0].length); // 输出2

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

&emsp;&emsp;思考:多维数组的使用?

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

在IDEA中查看具体的方法

  1. import java.util.Arrays;导入这个类,接着按住Ctrl+鼠标左键,点击Arrays,进入到Arrays.class文件,然后点击如下图所示的Structure
  1. 可以查看Arrays里面已经写好的方法

&emsp;&emsp;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

    • 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.
  • 操作实例

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public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1, 32, 55, 2, 45435, 12141};

System.out.println(a); // 打印数组的哈希code

// 打印数组元素Arrays.toString
System.out.println(Arrays.toString(a));

Arrays.sort(a); // 对数组进行排序:升序
System.out.println(Arrays.toString(a));

Arrays.fill(a, 2, 4, 0); // 2,4之间变为0
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}

6、稀疏数组

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都是默认值0,因此记录了很多没有意义的数据

解决:稀疏数组

介绍

当一个数组中大部分的元素都是0,或者为同一值的数组是,可以使用稀疏数组来保存该数组。

稀疏数组的处理方式是:

  • 记录数组一共有几行几列,有多少个不同的值
  • 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,从而缩小程序的规模
左边是原始数组,右边是稀疏数组

用法实现

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import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个11*11的二维数组 0:没有棋子 1:白棋 2:黑棋
int[][] array1= new int[11][11];

array1[1][2] = 1; // 人为假设第2行第3列这里有一个白子
array1[2][3] = 2; // 一个黑子

// 打印原始的数组
System.out.println("原始的数组:");
for (int[] array : array1) { // 增强for循环,array1.for
for (int anInt : array) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
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 < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; 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
int[][] array2 = new int[sum+1][3];

array2[0][0] = array1.length; // 原本数组的列数
array2[0][1] = array1[1].length; // 原本数组的行数
array2[0][2] = sum;

// 遍历二维数组,将非零的值存放进稀疏数组中
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; // 记录所在行
array2[count][1] = j; // 记录所在列
array2[count][2] = array1[i][j]; // 记录具体的值
}
}
}

// 输出稀疏数组
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("=============================");

// 1、读取稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];

// 2、给其中的数组还原
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}

// 3、打印
System.out.println("还原稀疏数组:");
for (int[] array : array3) {
for (int anInt : array) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}

}
}
Author: 锤子🔨
Link: https://hammer-wh.github.io/posts/3811859892/
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