【Java基础 3】Java 数组详解

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1 数组

1.1 概述

数组是相同数据类型的多个数据的容器。

这些元素按线性顺序排列。所谓线性顺序是指除第一个元素外，每一个元素都有唯一的前驱元素；除最后一个元素外，每一个元素都有唯一的后继元素。（“简单理解就是：一个跟一个顺序排列”）

1.2 创建格式

• 格式 1. 数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];

int[] a = new int[];

• 格式 2. 数据类型[] 数组名称 = {数组内容 1,数组内容 2,数组内容 3…数组内容 n};

int[] a = {1, 2, 3};

• 格式 3. 数据类型[] 数组名;
  • 格式 3. 属于只创建了数组引用名， 并未在内存创建数组空间。

int[] a;

• 格式 4. 数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[]{内容 1,内容 2,内容 3…内容 n};

int[] a = new int[]{1, 2, 3};

1.3 下标

可以理解为数组中内容的数字序号，从 0 开始 ，对于长度为 n 的数组，下标的范围是 0~n-1。

可以通过下标的方式访问数组中的每一个元素

1.4 数组长度获取

数组名称.length

1.5 注意

使用数组不当， 会出现如下问题：

• 数组未赋值： 空指针异常
• 超出长度的下标操作： 数组越界异常

注意：数组的长度在创建时就固定了。

2 数组常用算法

2.1 冒泡排序

2.1.1 原理

• 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
• 对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
• 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
• 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

2.1.2 名称由来

是因为最小（或最大）的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（降序或升序），就如同水中的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

2.1.3 口诀

升序：

• N个数字来排队
• 两两相比小靠前,
• 外层 循环length - 1
• 内层循环length - i - 1

降序：

• N个数字来排队
• 两两相比大靠前,
• 外层 循环length - 1
• 内层循环length - i - 1

private static void sort(int[] numbers) {
    for (int i = 0; i < numbers.length - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < numbers.length - 1 - i; j++) {
            if (numbers[j] > numbers[j + 1])
                swap(numbers, j, j + 1);
        }
    }
}

2.2 二分查找

2.2.1 概述

二分查找也称折半查找（Binary Search），它是一种效率较高的查找方法。但是，二分查找要求数组数据必须采用顺序存储结构有序排列。

2.2.2 原理

假设数组中元素是按升序排列，将数组中间位置的数据与查找数据比较，如果两者相等，则查找成功；否则利用中间位置记录将数组分成前、后两个子数组，如果中间位置数据大于查找数据，则进一步查找前子数组，否则进一步查找后子数组。

重复以上过程，直到找到满足条件的数据，则表示查找成功，直到子数组不存在为止，表示查找不成功。

private static void binarySearch(int[] numbers, int target){
    int l = 0;
    int r = numbers.length - 1;
    while (l < r){
        int mid = l + (r - l) / 2;
        if (numbers[mid] == target){
            System.out.println("排序后，6的索引是：" + mid);
            return;
        }else if(numbers[mid] > target){
            mid = r;
        }else {
            mid = l;
        }
    }
}