Java數組詳解
- 2021 年 3 月 8 日
- 筆記
Java數組詳解
1. 數組的定義
- 數組是相同類型數據的有序集合。
- 數組描述的是相同類型的若干個數據，按照一定的先後次序排列組合而成。
- 其中，每一個數據稱作一個數組元素，每個數組元素可以通過一個下標來訪問它們。
2. 數組聲明創建
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首先必須聲明數組變數，才能在程式中使用數組。下面是聲明數組變數的語法：
dataType[] arrayRefVar; //首選的方法 //或 dataType arrayRefVar[]; //效果相同，但不是首選方法 -
Java語言使用new操作符來創建數組，語法如下：
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraysize]; -
數組的元素是通過索引訪問的，數組索引從0開始。
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獲取數組長度：
arrays.length
3. 三種初始化
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靜態初始化：
int[] a = {1,2,3}; Man[] mans = {new Man(1,1), new Man(2,2)}; -
動態初始化
int [] a = new int[2]; a[0] = 1; a[1] = 2; -
數組的默認初始化：
- 數組是引用類型，它的元素相當於類的實例變數，因此數組一經分配空間，其中的每個元素也被按照實例變數同樣的方式被隱式初始化。
4. 下標越界及小結
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數組的四個基本特點：
- 其長度是確定的。數組一旦被創建，它的大小就是不可以改變的。其元素必須是相同類型,不允許出現混合類型。
- 數組中的元素可以是任何數據類型，包括基本類型和引用類型。
- 數組變數屬引用類型，數組也可以看成是對象，數組中的每個元素相當於該對象的成員變數。數組本身就是對象，Java中對象是在堆中的，因此數組無論保存原始類型還是其他對象類型，數組對象本身是在堆中的。
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數組邊界：
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下標的合法區間：[0, length-1]，如果越界就會報錯；
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ArraylndexOutOfBoundsException：數組下標越界異常！
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小結：
- 數組是相同數據類型（數據類型可以為任意類型）的有序集合
- 數組也是對象。數組元素相當於對象的成員變數
- 數組長度的確定的，不可變的。如果越界，則報：ArraylndexOutofBounds
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5. 數組的使用
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普通for循環
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for-each循環
int[] arrays = {1,2,3,4,5}; for(int array : arrays){ System.out.println(array); } -
數組作方法入參
public class Array { public static void main(String[] args) { int[] arrays = {1,2,3,4,5}; printArray(arrays); } //列印數組元素 public static void printArray(int[] arrays){ for (int i = 0; i < arrays.length; i++) { System.out.print(arrays[i] + " "); } } } -
數組作返回值
public class Array { public static void main(String[] args) { int[] arrays = {1,2,3,4,5}; // printArray(arrays); int[] result = reverse(arrays); printArray(result); } //反轉數組 public static int[] reverse(int[] arrays){ int[] result = new int[arrays.length]; for( int i = 0, j = arrays.length-1 ; i< arrays.length ; i++ , j--){ result[j] = arrays[i]; } return result; } //列印數組元素 public static void printArray(int[] arrays){ for (int i = 0; i < arrays.length; i++) { System.out.print(arrays[i] + " "); } } }
6. 多維數組
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多維數組可以看成是數組的數組，比如二維數組就是一個特殊的一維數組，其每一個元素都是一個一維數組。
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二維數組
int[][] a = new int[2][5];解析：以上二維數組a可以看成一個兩行五列的數組。
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public class erweiArray { public static void main(String[] args) { int[][] arrays = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}}; //遍歷二維數組 for (int i = 0; i < arrays.length; i++) { for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++) { System.out.println(arrays[i][j]); } } } }
7. Arrays類
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數組的工具類java.util.Arrays
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由於數組對象本身並沒有什麼方法可以供我們調用，但API中提供了一個工具類Arrays供我們使用，從而可以對數據對象進行一些基本的操作。
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查看JDK幫助文檔
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Arrays類中的方法都是static修飾的靜態方法，在使用的時候可以直接使用類名進行調用布”不用”使用對象來調用(注意:是”不用」而不是”不能”)
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具有以下常用功能：
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給數組賦值：通過fill方法。
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對數組排序：通過sort方法，按升序。
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比較數組：通過equals方法比較數組中元素值是否相等。
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查找數組元素：通過binarySearch方法能對排序好的數組進行二分查找法操作。
import java.util.Arrays; public class ArraysLei { public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2,3,4,12345,43,12342,98,1243}; Arrays.sort(a); //數組排序：升序 System.out.println(Arrays.toString(a)); //列印數組元素 Arrays.fill(a,2,4,0); //數組填充 System.out.println(Arrays.toString(a)); } }
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8. 冒泡排序
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冒泡排序無疑是最為出名的排序演算法之一，總共有八大排序！
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冒泡的程式碼還是相當簡單的，兩層循環，外層冒泡輪數，裡層依次比較，江湖中人人盡皆知。我們看到嵌套循環，應該立馬就可以得出這個演算法的時間複雜度為O(n2)。
import java.util.Arrays; //冒泡排序： //1．比較數組中，兩個相鄰的元素，如果第一個數比第二個數大，我們就交換他們的位置； //2．每一次比較，都會產生出一個最大，或者最小的數字; //3. 下一輪則可以少一次排序! //4. 依次循環，直到結束! public class maopaopaixu { public static void main(String[] args) { int[] a = {1,4,5,72,2,2,2,25,6,7}; int[] sort = sort(a); //調用完我們自己寫的排序方法以後，返回一個排序後的數組 System.out.println(Arrays.toString(sort)); } public static int[] sort(int[] array){ //臨時變數 int temp = 0; //外層循環，判斷我們這個要走多少次； for (int i = 0; i < array.length-1; i++) { //內層循環，比較判斷兩個數，如果第一個數，比第二個數大，則交換位置 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; } } -
思考：如何優化？
import java.util.Arrays; //冒泡排序： //1．比較數組中，兩個相鄰的元素，如果第一個數比第二個數大，我們就交換他們的位置； //2．每一次比較，都會產生出一個最大，或者最小的數字; //3. 下一輪則可以少一次排序! //4. 依次循環，直到結束! public class maopaopaixu { public static void main(String[] args) { int[] a = {1,4,5,72,2,2,2,25,6,7}; int[] sort = sort(a); //調用完我們自己寫的排序方法以後，返回一個排序後的數組 System.out.println(Arrays.toString(sort)); } public static int[] sort(int[] array){ //臨時變數 int temp = 0; //外層循環，判斷我們這個要走多少次； for (int i = 0; i < array.length-1; i++) { boolean flag = false; //內層循環，比較判斷兩個數，如果第一個數，比第二個數大，則交換位置 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; } }
9. 稀疏數組
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當一個數組中大部分元素為0，或者為同一值的數組時，可以使用稀疏數組來保存該數組。
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稀疏數組的處理方式是：
- 記錄數組一共有幾行幾列，有多少個不同值
- 把具有不同值的元素和行列及值記錄在一個小規模的數組中，從而縮小程式的規模
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如下圖：左邊是原始數組，右邊是稀疏數組
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例題：
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需求：編寫五子棋休息中，有存檔退出和續上盤的功能。
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分析問題：因為該二維數組的很多值是默認值0，因此記錄了很多沒有意義的數據。
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解決：稀疏數組
public class xishushuzu { public static void main(String[] args) { //1. 創建一個二維數組 11*11 0：沒有棋子， 1：黑棋 2：白棋 int[][] array1 = new int[11][11]; array1[1][2] = 1; array1[2][3] = 2; //輸出原始的數組 System.out.println("輸出原始的數組"); for (int[] ints : array1) { for (int anInt : ints) { System.out.print(anInt+"\t"); } System.out.println(); } System.out.println("====================="); //轉換為係數數組保存 //獲取有效值的個數 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("有效值的個數："+sum); //2.創建一個稀疏數組的數組 int[][] array2 = new int[sum+1][3]; array2[0][0] = 11; array2[0][1] = 11; array2[0][2] = sum; //遍歷二維數組，將非零的值，存放到稀疏數組中 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]; } } } //輸出稀疏數組 System.out.println("稀疏數組"); 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("還原"); //1.讀取稀疏數組 int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]]; //2.給其中的元素還原它的值 for (int i = 1; i < array2.length; i++) { array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2]; } //3.列印 System.out.println("輸出還原的數組"); for (int[] ints : array1) { for (int anInt : ints) { System.out.print(anInt+"\t"); } System.out.println(); } } }
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