数组进阶学习

重点内容概览

  • 数组作为方法参数与返回值的使用
  • 引用数据类型与基本数据类型的区别(值传递和引用传递)
  • 排序算法(冒泡排序、选择排序)
  • 数组拷贝与扩容
  • Arrays 工具类的常用方法

一、数组去重示例(核心代码)

 

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {0, 1, 1, 2, 3, 3, 5, 8, 9};
        int[] temp = new int[arr.length];
        int count = 0;
    
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int current = arr[i];
            boolean isDuplicate = false;
    
            // 检查当前元素是否已存在于临时数组中
            for (int j = 0; j < count; j++) {
                if (temp[j] == current) {
                    isDuplicate = true;
                    break;
                }
            }
    
            // 如果未重复,则添加到临时数组
            if (!isDuplicate) {
                temp[count++] = current;
            }
        }
    
        // 创建结果数组并复制元素
        int[] result = new int[count];
        System.arraycopy(temp, 0, result, 0, count);
    
        // 输出结果:0 1 2 3 5 8 9 
        for (int num : result) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

小结:

  • 去重的核心思路是通过临时数组存储不重复元素,双重循环判断重复
  • 时间复杂度为 O (n²),有更高效的方法(后续可以了解哈希表去重)

二、数组复习

  1. 数组特性

    • 数组创建后长度不可改变
    • 只能存储同一种数据类型
  2. 数组创建语法

    • 指定长度:int[] arr = new int[4];
    • 指定元素:int[] arr = new int[]{1,2,3}; 或 int[] arr = {1,2,3};
  3. 数组操作

    • 存值:arr[0] = 1;
    • 取值:int a = arr[0];
    • 遍历:
      for(int i = 0; i < arr.length; i++){
          System.out.println(arr[i]);
      }
      
    • 长度属性:arr.length

小结:

  • 数组下标从 0 开始,注意避免数组越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)

三、数组常用操作

 

package com.qf.homework;

public class Homework {
    public static void main(String[] args) {
        // printArr();
        printIndex();
    }

    // 1. 遍历数组,拼接成[1,2,3,4]格式
    public static void printArr() {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
        String s = "[";
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            s += arr[i];
            if (i != arr.length - 1) {
                s += ",";
            } else {
                s += "]";
            }
        }
        System.out.println(s);
    }

    // 2. 根据元素找下标,找到输出下标,找不到输出提示
    public static void printIndex() {
        int[] arr = {1, 1, 2, 2, 3, 3, 4};
        int n = 5;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] == n) {
                System.out.println(n + "在数组中存在,下标是" + i);
                return; // 找到后直接结束方法
            }
        }
        System.out.println(n + "不存在于数组中");
    }

    // 3. 根据元素找下标,找到返回下标,找不到返回-1
    public static int getIndex() {
        int[] arr = {1, 1, 2, 2, 3, 3, 4};
        int n = 5;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] == n) {
               return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

小结:

  • 方法中使用return可以提前结束方法执行,提高效率
  • 字符串拼接在循环中效率较低,后续可以了解StringBuilder

四、数组的应用(方法参数与返回值)

4.1 方法的四种类型

// 1. 无参无返回值
public static void show() {}

// 2. 有参无返回值
public static void show(int a, int b) {}

// 3. 无参有返回值
public static String show() {
    return "hello world";
}

// 4. 有参有返回值
public static String show(String str) {
    return str;
}

4.2 数组作为方法参数

package com.qf.a_array;

import java.util.Arrays;

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        printArr(arr); // 传递数组引用
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    
    // 数组作为方法参数
    public static void printArr(int[] arr) {
        String s = "[";
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            s += arr[i];
            if (i != arr.length - 1) {
                s += ", ";
            } else {
                s += "]";
            }
        }
        System.out.println(s);
    }
}

4.3 数组作为方法返回值

package com.qf.a_array;

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] resultArr = getArray();
        System.out.println("2)" + resultArr); // 打印数组地址
    }
    
    // 数组作为返回值
    public static int[] getArray() {
        int[] arr = new int[5];
        arr[0] = 1;
        arr[1] = 2;
        arr[2] = 3;
        System.out.println("1)" + arr); // 打印数组地址
        return arr;
    }
}

4.4 数组反转实例

package com.qf.a_array;

import java.util.Arrays;

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] reverseArr = reverse(new int[]{1, 2, 3, 4});
        System.out.println(Arrays.toString(reverseArr)); // [4,3,2,1]
    }
    
    public static int[] reverse(int[] arr) {
        int[] newArr = new int[arr.length];
        // 双指针法反转
        for (int i = 0, j = arr.length - 1; i < arr.length; i++, j--) {
            newArr[i] = arr[j];
        }
        return newArr;
    }
}

思考记录区:

  • 数组作为引用类型,传递的是地址值,方法内对数组的修改会影响原数组
  • 数组反转可以通过双指针一次遍历完成,时间复杂度 O (n)

五、引用数据类型(核心概念)

5.1 数据类型分类

  • 基本数据类型:四类八种(int, double, boolean 等)
  • 引用数据类型:数组、类、接口等

5.2 核心区别

类型存储位置传递方式特点
基本类型栈内存值传递方法执行完变量消失
引用类型堆内存地址值传递方法执行完对象仍在堆中

5.3 基本类型值传递示例

java

运行

public static void main(String[] args) {
    int a = 1;
    System.out.println("1) a = " + a); // 1
    changeBaseValue(a);
    System.out.println("4) a = " + a); // 1(值未改变)
}

public static void changeBaseValue(int a) {
    System.out.println("2) a = " + a); // 1
    a *= 10;
    System.out.println("3) a = " + a); // 10
}

5.4 引用类型传递示例

package com.qf.a_array;

import java.util.Arrays;

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4};
        System.out.println("1)" + Arrays.toString(arr)); // [1,2,3,4]
        changeRefValue(arr);
        System.out.println("4)" + Arrays.toString(arr)); // [1,2,3,1000](值已改变)
    }

    private static void changeRefValue(int[] arr) {
        System.out.println("2)" + Arrays.toString(arr)); // [1,2,3,4]
        arr[3] = 1000;
        System.out.println("3)" + Arrays.toString(arr)); // [1,2,3,1000]
    }
}

思考记录区:

  • 引用类型的 "传递" 本质是地址的传递,多个引用可以指向同一个对象
  • 理解堆栈内存模型对掌握引用类型至关重要

六、排序算法(面试重点)

6.1 冒泡排序

核心思路:相邻元素两两比较,大的元素往后移(每轮确定一个最大值)

package com.qf.a_array;

import java.util.Arrays;

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2, 4, 3, 1};
        // 外层循环控制轮数
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // 内层循环控制每轮比较次数
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // 交换元素
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [1,2,3,4]
    }
}

6.2 选择排序

核心思路:每轮找到最小值下标,与当前位置交换(每轮确定一个最小值)

package com.qf.a_array;

import java.util.Arrays;

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2, 4, 3, 1};
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            int minIndex = i; // 假设当前位置是最小值
            // 寻找最小值下标
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[minIndex] > arr[j]) {
                    minIndex = j;
                }
            }
            // 交换元素
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = temp;
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [1,2,3,4]
    }
}

6.3 JDK 自带排序

package com.qf.a_array;

import java.util.Arrays;

public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2, 4, 3, 1};
        Arrays.sort(arr); // 升序排序
        System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [1,2,3,4]
    }
}

思考记录区:

  • 冒泡排序和选择排序的时间复杂度都是 O (n²)
  • 选择排序交换次数更少,效率略高于冒泡排序
  • 实际开发中优先使用 JDK 提供的Arrays.sort()(底层是优化后的快速排序)

七、数组拷贝

7.1 手动拷贝

int[] arr = {89, 67, 23, 19};
int[] newArr = new int[arr.length * 2];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    newArr[i] = arr[i];
}

7.2 Arrays.copyOf()

int[] newArr2 = Arrays.copyOf(arr, arr.length * 2); // 参数:源数组,新数组长度

7.3 System.arraycopy()

int[] newArr3 = new int[arr.length * 2];
// 参数:源数组,源起始下标,目标数组,目标起始下标,拷贝长度
System.arraycopy(arr, 0, newArr3, 0, arr.length);

小结:

  • System.arraycopy()是 native 方法,效率最高(native方法是用非Java语言(通常是C/C++)编写的代码,直接编译成机器码执行)
  • 数组拷贝是浅拷贝,对于引用类型数组,拷贝的是地址值

八、数组扩容

原理:创建更大的新数组,拷贝原数组元素,使用新数组

package com.qf.array;

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        System.out.println("扩容前arr: " + Arrays.toString(arr));
        
        arr = changeSize(arr); // 接收新数组地址
        
        System.out.println("扩容后arr: " + Arrays.toString(arr));
    }

    // 数组扩容(扩大1倍)
    public static int[] changeSize(int[] a) {
        int[] newArr = new int[a.length * 2];
        System.arraycopy(a, 0, newArr, 0, a.length);
        return newArr;
    }
}

思考记录区:

  • 数组本身不可扩容,"扩容" 是通过创建新数组实现的
  • 频繁扩容会影响性能,应合理预估数组大小

九、Arrays 工具类常用方法

  1. toString():数组转字符串

    int[] arr = {1,2,3,4};
    System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [1, 2, 3, 4]
    
  2. sort():数组排序(升序)

    Arrays.sort(arr);
    
  3. copyOf():数组拷贝

    int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
    

思考记录区:

  • Arrays 类的方法都是静态方法,需通过Arrays.方法名()调用
  • toString()是调试数组的常用方法

十、总结

  1. 核心知识点

    • 数组作为方法参数和返回值的使用
    • 引用类型与基本类型的传递区别
    • 冒泡排序和选择排序的实现原理
    • 数组拷贝与扩容的实现方式
  2. 重点掌握

    • 引用数据类型的内存模型(堆、栈)
    • 排序算法的实现代码
    • Arrays 工具类的常用方法
  • 数组是线性表的基础,后续集合框架(如 ArrayList)底层就是基于数组实现的
  • 理解引用类型是学习面向对象编程的基础
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值