1.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

例子

package li.bolog.array; public class ArrayDemo01 {    //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;//1.声明一个数组         nums = new int[10];//2.创建一个数组        //或者整合起来：int[] nums = new int[10];                //3.给数组元素赋值,数组元素下标从0开始        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;        System.out.println(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);    }}

3.三种初始化及内存分析

3.1内存分析

3.2三种初始化

• 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=new int[2];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，因此数组已经一经分配空间，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

例子

package li.bolog.array; public class ArrayDemo02 {    public static void main(String[] args) {        //静态初始化：创建+赋值        int[] a={1,2,3,5,89};        //动态初始化:包含默认初始化，int类型默认值为0，string类型默认值为null        int[] b= new int[10];        b[0]=10;        System.out.println(b[0]);//10        System.out.println(b[1]);//输出默认值0        System.out.println(b[2]);//输出默认值0        System.out.println(b[3]);//输出默认值0     }}

4.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被改变的
• 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，包括基本数据类型和引用数据类型
• 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对象是在对中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组本身是在堆中的

4.2数组边界

• 下标的合法区间：[0,length-1]，如果越界就会报错

public static void main(String[] args){    int[] a=new int[2];    System.out.println(a[2]);  //越界}

报错：ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常

• 小结：数组是相同数据类型（数据类型可以是任意类型）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是确定的，不可变的。如果越界则会报错：ArrayIndexOutOfBoundsException

5.数组的使用

• for-each循环
• 数组作方法入参
• 数组作返回值

例子1

package li.bolog.array; 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("===========");         //计算数组所有元素的和        int sum=0;        for (int i = 0; i < arrays.length ; i++) {            sum = sum + arrays[i] ;        }        System.out.println("sum:"+sum);        System.out.println("===========");         //查找最大元素        int max = arrays[0]; ;        for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {            if (max < arrays[i]) {                max=arrays[i];            }         }        System.out.println("max:"+max);    }}

例子2：foreach

package li.bolog.array; public class ArrayDemo04 {    public static void main(String[] args) {        int[] arrays={1,2,3,4,5};         for (int array : arrays) {            System.out.println(array);        }    }}

例子3

package li.bolog.array; public class ArrayDemo04 {    public static void main(String[] args) {        int[] arrays={1,2,3,4,5};         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]+"\t");        }    }     //数组作为返回值    //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;    }}

6.多维数组

• 多维数组可以看成是数组的数组，如一个二维数组就是一个特殊的一维数组，每一个元素都是一个一维数组
• 二维数组

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

解析：以上二维数组a可以看成一个两行两列的数组

例子：多维数组的使用

package li.bolog.array; public class ArrayDemo05 {    public static void main(String[] args) {         int[][] array={{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};//[4][2]        /*        1,2     array[0]        2,3     array[1]        3,4     array[2]        4,5     array[3]         */         System.out.println(array[0][0]);        System.out.println(array[0][1]);         //二维数组的长度        System.out.println(array.length);//4,表示外层        System.out.println(array[0].length);//2,表示里层         for (int i = 0; i < array.length; i++) {//外层            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {//里层                System.out.print(array[i][j]+"\t");             }         }     }}

7.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使用，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
• Array类中的方法都是stasic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”使用对象进行调用（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方法能对排序号的数组进行二分查找法操作

例子1：打印数组元素 Arrays.toString()

package li.bolog.array; import java.util.Arrays; public class ArrayDemo06 {    public static void main(String[] args) {        int[] a={1,2,3,4,9090,543,21,3,23};         System.out.println(a);//[I@1b6d3586         System.out.println(Arrays.toString(a));        printArray(a);    }     //重复造轮子（打印数组元素）：Arrays.toString()    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.print(a[i]+"]");            }else {                System.out.print(a[i]+", ");            }        }     }}

例子2：数组排序 Arrays.sort()

package li.bolog.array; import java.util.Arrays; public class ArrayDemo06 {    public static void main(String[] args) {        int[] a={1,2,3,4,9090,543,21,3,23};         Arrays.sort(a);        System.out.println(Arrays.toString(a));     }    }

例子3：数组填充 Arrays.fill(int[] a , val)

将指定的字节值分配给指定字节数组的每个元素（a -要填充的数组，val -要存储在数组的所有元素的值）

package li.bolog.array; import java.util.Arrays; public class ArrayDemo06 {    public static void main(String[] args) {        int[] a={1,2,3,4,9090,543,21,3,23};         Arrays.sort(a);        System.out.println(Arrays.toString(a));         Arrays.fill(a,2,4,0);//将数组a中第二个到第四个数的值全部填充为0        System.out.println(Arrays.toString(a));         Arrays.fill(a,0);//将数组a中的值全部填充为0        System.out.println(Arrays.toString(a));            } }

8.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。

• 冒泡排序的算法：两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较。
• 时间复杂度为: O(n^2)

冒泡排序：

package li.bolog.array; //冒泡排序//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置//2.每一次比较都会产生出一个最大或者最小的数字//3.下一轮则可以少一次排序 import java.util.Arrays; public class ArrayDemo07 {    public static void main(String[] args) {        int[] a={-4,56,7,56,23,111,0,-98};         int[] sort = sort(a);        System.out.println(Arrays.toString(sort));    }     public static int[] sort(int[] array) {        //临时变量        int temp=0;        //外层循环，判断要走多少次        for (int i = 0; i <array.length-1 ; i++) {            //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大则交换位置             for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {//a.length-1-i  是因为每一次比较都会产生出一个最大或者最小的数字，因此每一轮比较的次数都会少1                if(array[j+1]<array[j]){                    temp=array[j];                    array[j]=array[j+1];                    array[j+1]=temp;                }            }        }        return array;    }}

优化：

package li.bolog.array; //冒泡排序//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置//2.每一次比较都会产生出一个最大或者最小的数字//3.下一轮则可以少一次排序 import java.util.Arrays; public class ArrayDemo07 {    public static void main(String[] args) {        int[] a={-4,56,7,56,23,111,0,-98};         int[] sort = sort(a);        System.out.println(Arrays.toString(sort));    }     public static int[] sort(int[] array) {        //临时变量        int temp=0;        //外层循环，判断要走多少次        for (int i = 0; i <array.length-1 ; i++) {            //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大则交换位置             boolean flag=false;//通过flag标识位减少没有意义的比较，用于已经排好序的顺序             for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {//a.length-1-i  是因为每一次比较都会产生出一个最大或者最小的数字，因此每一轮比较的次数都会少1                if(array[j+1]<array[j]){                    temp=array[j];                    array[j]=array[j+1];                    array[j+1]=temp;                    flag=true;                }            }            if(flag==false){//如果数组已经排好顺序，则可以结束运行                break;            }        }        return array;    }}

9.稀疏数组

什么是稀疏数组？

• 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：
• 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

如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

根据上图创建稀疏数组：

package li.bolog.array;//创建稀疏数组public class ArrayDemo08 {    public static void main(String[] args) {?        //1.创建一个二维数组 11*11  0：代表没有棋子    1：黑棋    2：白棋        int[][] array1=new int[11][11];        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();        }        System.out.println("=============================");?        //转换为稀疏数组保存        //获取有效值的个数sum        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        /*样式如图所示        一共有sum个有效值，则行数是sum+1，记录总行、列、有效值个数占一行，记录有效值占sum行        3列则是固定的，分别是行、列、值        */        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，将非零的值存放到稀疏数组中        int count=0;        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {//array1.length代表array1的行数            for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {//array1[i].length代表列数                if (array1[i][j] != 0) {                    count++;//count数值从一开始，因为第0行已经存了稀疏数组的总行、列、有效值个数                    array2[count][0]=i;//从当前行的第一个值存有效值的行数                    array2[count][1]=j;//从当前行的第二个值存有效值的列数                    array2[count][2]=array1[i][j];//从当前行的第三个值存放有效值数值                }            }?        }        //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("=============================");?        //稀疏数组还原        //1.读取稀疏数组        //array2[0][0]代表原来数组总行数   array2[0][1]代表原来数组总列数        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];?        /*        稀疏数组：            11  11  2            1   2   1            2   3   2         */        //2.给其中元素还原值        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {//array.length为稀疏矩阵的行数，这里具体值为3            array3[ array2[i][0] ][ array2[i][1] ] = array2[i][2];//这里只填入了有效值，其他的0值在array3创建时已经隐式初始化        }?        //3.打印array3        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();        }?    }}