Java数组详解

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

• 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

3. 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。

4. 下标越界及小结

• 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：

  • 下标的合法区间：[0, length-1]，如果越界就会报错；

  • ArraylndexOutOfBoundsException：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
    • 数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报：ArraylndexOutofBounds

5. 数组的使用

• 普通for循环

• for-each循环

  int[] arrays = {1,2,3,4,5};
  
  for(int array : arrays){
      System.out.println(array);
  }
  

• 数组作方法入参

  public class Array {
  
      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);
  
      }
  
      //反转数组
      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;
      }
  
      //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] + " ");
          }
      }
  
  }
  

6. 多维数组

• 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

  int[][] a = new int[2][5];
  

  解析：以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。

• public class erweiArray {
      public static void main(String[] args) {
          int[][] arrays = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
  		
          //遍历二维数组
          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。

• 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布"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。

    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); //数组排序：升序
    
            System.out.println(Arrays.toString(a)); //打印数组元素
    
            Arrays.fill(a,2,4,0); //数组填充
            System.out.println(Arrays.toString(a));
        }
    }
    

8. 冒泡排序

• 冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一，总共有八大排序！

  

• 冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，江湖中人人尽皆知。我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)。

  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!
  //4. 依次循环，直到结束!
  
  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); //调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
  
          System.out.println(Arrays.toString(sort));
      }
  
      public static  int[] sort(int[] array){
          //临时变量
          int temp = 0;
  
          //外层循环，判断我们这个要走多少次；
          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++) {
                  if (array[j+1]<array[j]){
                      temp = array[j];
                      array[j] = array[j+1];
                      array[j+1] = temp;
                  }
  
              }
          }
  
          return array;
  
      }
  }
  

• 思考：如何优化？

  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!
  //4. 依次循环，直到结束!
  
  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); //调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
  
          System.out.println(Arrays.toString(sort));
      }
  
      public static  int[] sort(int[] array){
          //临时变量
          int temp = 0;
  
          //外层循环，判断我们这个要走多少次；
          for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
  
              boolean flag = false;
  
              //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++) {
                  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

  

• 例题：

  • 需求：编写五子棋休息中，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

    public class xishushuzu {
        public static void main(String[] args) {
            //1. 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("=====================");
            //转换为系数数组保存
            //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，存放到稀疏数组中
            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.给其中的元素还原它的值
            for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
                array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
            }
    
            //3.打印
            System.out.println("输出还原的数组");
    
            for (int[] ints : array1) {
                for (int anInt : ints) {
                    System.out.print(anInt+"\t");
                }
                System.out.println();
            }
    
    
    
    
        }
    }
    

原文：https://www.cnblogs.com/zuiluoxiaoyao/p/14499267.html