Java基础：数组拓展

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的操作

• 点击查看JDK帮助文档

• 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”)

• Arrays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

• 使用实例

  import java.util.Arrays;
  
  public class ArrayDemo06 {
      public static void main(String[] args) {
          int[] a = {1,432,654,231,2,89,32,123123,423};
          int[] b = {1,432,654,231,2,89,32,123123,423};
  
          System.out.println(Arrays.toString(a));//Arrays.toString()是打印数组元素
  
          System.out.println(Arrays.binarySearch(a,2));//查找数组中的2，返回其下标
  
          System.out.println(Arrays.equals(a,b));//比较a,b数组是否相等
  
          Arrays.sort(a);//Arrays数组的升序排序
          System.out.println(Arrays.toString(a));
  
          Arrays.fill(a,2,4,0);//Arrays数组的指定区间填充(左闭右开区间)
          System.out.println(Arrays.toString(a));
  
          Arrays.fill(a,0);//Arrays数组填充
          System.out.println(Arrays.toString(a));
  
      }
  }
  

  输出

  [1, 432, 654, 231, 2, 89, 32, 123123, 423]
  4
  true
  [1, 2, 32, 89, 231, 423, 432, 654, 123123]
  [1, 2, 0, 0, 231, 423, 432, 654, 123123]
  [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
  

冒泡排序

• 冒泡排序是最出名的八大排序之一

• 原理：

  

• 冒泡的代码就是两层循环

  • 外层冒泡轮数
  • 里层依次比较

• 时间复杂程度为O(n^2)

• 代码示例

  import java.util.Arrays;
  
  //冒泡排序
  //1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个元素比第二个元素更大，则交换位置
  //2.每次比较，都会产生一个最大或者最小的数字
  //3.下一轮可以少一次排序
  //依次循环直到结束
  public class ArrayDemo07 {
      public static void main(String[] args) {
  
          int[] a = {2,321,43,123,6546,1,2,31,-13};
  
          int[] sort = sort(a);//调用完自定义的sort方法后，返回数组
          System.out.println(Arrays.toString(sort));
  
      }
  
      public static int[] sort(int[] array) {
  
          int temp = 0;//临时变量
  
          //外层循环，判断要走多少次
          for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
  
              boolean flag = false;//通过flag标识位减少无意义的比较
  
              //内层循环比较两个数，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++) {
                  if (array[j+1] < array[j]) {
                      temp = array[j];
                      array[j] = array[j + 1];
                      array[j + 1] = temp;
                      flag = true;
                  }
              }
              if (flag == false) {//flag == false 表明已经排序完成，结束循环节省时间
                  break;
              }
          }
          return array;
      }
  }
  

  输出

  [-13, 1, 2, 2, 31, 43, 123, 321, 6546]
  

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

稀疏数组介绍

• 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：

  • 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，从而缩小程序的规模

• 如图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

  

• 代码示例

  public class ArrayDemo08 {
      public static void main(String[] args) {
          //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[11][11];
          array1[1][2] = 1;
          array1[2][3] = 2;
          //输出原始的数据
          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
          int sum = 0;
          for (int[] ints : array1) {
              for (int anInt : ints) {
                  if (anInt != 0){
                      sum++;
                  }
              }
          }
  
          System.out.println("获取有效值的个数" + sum);
  
          //创建一个稀疏数组的数组
          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.给其中的元素还原他的值
          for (int i = 1; i < array2.length; i++) {//i = 1而不是i = 0 是因为第0行是头部信息
              array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
          }
  
          //3.打印
          System.out.println("输出原始的数组");
  
  
          for (int[] ints : array3) {
              for (int anInt : ints) {
                  System.out.print(anInt + "\t");
              }
              System.out.println();
          }
  
      }
  }
  

  输出

  输出原始的数组
  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	
  ============================
  获取有效值的个数2
  稀疏数组
  11	11	2	
  1	2	1	
  2	3	2	
  ===========
  还原
  输出原始的数组
  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