数组详解（ 01、什么是数组？ 02、数组的声明和创建 03、三种初始化及内存分析 04、下标越界及小结 05、数组的使用 06、二维数组 07、Arrays类讲解 08、冒泡排序 09、稀疏数组）

时间：2021-04-12 12:19:15 收藏：0 阅读：0

01、什么是数组

数组是相同数据类型的有序集合
数组的描述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据元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问

02、数组的声明和创建

首先必须声明数组变量，才能在数组中使用数组，数组语法：

detaType[] arrayRefVar;//首选的方法
detaType  arrayRefVar[];//效果相同不建议使用

java语言使用new操作符来创建数组，语法：

dataType[] arrays = new dataaType[arraySize]

数组的元素是通过索引来访问的，数组索引从0开始
获取数组长度：

arrays.length

03、三种初始化及内存分析

java内存分析

创建数组

数组赋值

动态初始化

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)};
//声明数组的类型    变量的名字 = 变量名；
    //数组的类型
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums;//定义:声明一个数组没有分配空间
        nums = new int[10];//这里可以放是个相同类型的数据
        /*int[] nums = new int[10];*/
        //给数组元素赋值
        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[0]);
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        //获取数组的长度：arrays。length
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum +=nums[i];
        }
        System.out.println(sum);
    }

动态初始化

int[] = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
 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};
        //引用数据类型
        Man[] mans = {new Man(),new Man()};
        System.out.println(a[0]);
        //动态初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;
        System.out.println(b);
    }

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

04、下标越界及小结

数组的四个基本特定：
- 其长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可改变的
- 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
数组边界
- 下标的合法空间：**[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])
}
```
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
- 数组长度是确定的，不可变的，如果越界，则：**ArrayIndexOutOfBoundsException

05、数组的使用

普通的For循环

public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5,};
        //打印全部的数组元素
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i]);
        }
        System.out.println("===========================================");
        //计算所有元素的和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            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);
    }

For-Each循环

public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5,};
        //JDK1.5， 没有下标
        for (int array : arrays) {
            System.out.print(array);
        }
}

数组做方法入参

public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5,};
        printArray(arrays);
    }
    //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] + " ");
        }
    }

数组做返回值

public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5,};
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);
    }
    //反转数组元素
    public static int[] reverse(int[] arrays){
        int[] result = new int[arrays.length];
        //反转操作
        for (int i = 0,j=arrays.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
            result[j] = arrays[i];
        }
        return result;
    }

06、二维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是特殊的多位数组，其每一个元素都是一个一维数组

二维数组

public static void main(String[] args) {
        //[4][2]四行两列     面向对象
        //1,2     array[0]
        //2,3     array[1]
        //3,4     array[2]
        //4,5     array[3]
        int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
        System.out.println(array[2][0]);//3
        System.out.println(array[2][1]);//4
        printArray(array[0]);//1 2
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            //System.out.println(array[i]);
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                  System.out.println(array[i][j]);//1 2 2 3 3 4 4 5
            }
        }
    }
    //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] + " ");
        }
    }

解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组

07、Arrays类讲解

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，当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
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型名进行调用，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
对数组排列：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

public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
        System.out.println(a);//[I@1b6d3586
        //打印数组元素Arrays.toString(a)
        System.out.println(Arrays.toString(a));//[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]
        printArray(a);//[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]
    }
    //自己写的打印数组元素
    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]+", ");
            }
        }
    }
=========================================================================================
    //升序
    int[] a = {1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
      System.out.println(Arrays.toString(a));//[1, 2, 3, 4, 9090, 31231, 543, 21, 3, 23]
        //排序的方法升序
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));//[1, 2, 3, 3, 4, 21, 23, 543, 9090, 31231]
=========================================================================================
    
//数组填充
public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,4,9090,31231,543,21,3,23};
        System.out.println();
        //数组填充
        Arrays.fill(a,0);
        System.out.println(Arrays.toString(a));//[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
        int[] b = {1,2,3,4,9090,31231,543,21,3};
        Arrays.fill(b,2,4,0);
        System.out.println(Arrays.toString(b));//[1, 2, 0, 0, 9090, 31231, 543, 21, 3]
    }

08、冒泡排序

是一种排序算法
冒泡排序的代码，两层循环，外层冒泡轮次，内层一次比较

引用第三方变量

技术图片

大到小

 //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的数，或者最小的数字
    // 3.下一轮则可以少一次排序
    // 4.依次循环直至结束
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
        int[] sort = sort(a);//调用玩我们自己写完的方法后，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    public static int[] sort(int[] array){
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断循环走多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //内存循环，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;
                }
            }
        }
        return array;
    }
//[72, 25, 7, 6, 6, 5, 4, 2, 2, 2, 1]

小到大

//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的数，或者最小的数字
    // 3.下一轮则可以少一次排序
    // 4.依次循环直至结束
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
        int[] sort = sort(a);//调用玩我们自己写完的方法后，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    public static int[] sort(int[] array){
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断循环走多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //内存循环，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;
                }
            }
        }
        return array;
    }
//[1, 2, 2, 2, 4, 5, 6, 6, 7, 25, 72]

时间复杂度:0(n*2)

优化:通过flag标识位减少没有意义的比较

//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的数，或者最小的数字
    // 3.下一轮则可以少一次排序
    // 4.依次循环直至结束
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,4,5,6,72,2,2,2,25,6,7};
        int[] sort = sort(a);//调用玩我们自己写完的方法后，返回一个排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    public static int[] sort(int[] array){
        //临时变量
        int temp = 0;
        //通过flag标识位减少没有意义的比较
        boolean flag = false;
        //外层循环，判断循环走多少次
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //内存循环，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){
                break;
            }
        }
        return array;
    }

09、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

技术图片

介绍稀疏数组：
- 当一个数组中大部分元素是0，或者为同一值的数组时，可以使用稀疏数组保存该数组
- 稀疏数组的处理方式是：
  - 记录数组一共有几行几列，有多少个值不同
  - 把具有不同值得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：

技术图片

分析问题：因为该二维数组的很多值是0（默认值），因此借助了很多没有意义的数据
解决：稀疏数组

 //1.创建一个二维数组  11*11  0:mei 没有旗子    1：黑旗  2. 白棋
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;
        array1[2][3] = 1;
        //输出原始的数组
        System.out.println("输出原始数组");
        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 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);
        System.out.println("=========================================================");
        //2.遍历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0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[1].length; j++) {
                if (array1[i][j]!=0){
                    count++;
                    array2[count][0] = i;
                    array2[count][1] = j;
                    array2[count][2] = 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");
        //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
        //输出原始的数组
        System.out.println("输出原始数组");
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }

输出原始的数组
获取有效值的个数，转换为稀疏数组保存
将稀疏数组转换为原始数组