一、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。
二、数组的声明和创建
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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。
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获取数组长度：
arrays.length -
代码：
public static void main(String[] args) { int[] nums; //1.声明一个数组 nums = new int[10]; //2.创建一个数组 //int[] nums = new int[10]; //合并1，2 //3.给数组元素中赋值 nums[0] = 11; nums[1] = 12; nums[2] = 13; nums[3] = 14; nums[4] = 15; nums[5] = 16; nums[6] = 17; nums[7] = 18; nums[8] = 19; nums[9] = 20; //计算所有元素的和 int sum = 0; //获取数组长度：arrays.length for (int i = 0; i < nums.length; i++) { sum += nums[i]; } System.out.println("总和位：" + sum); }
三、内存分析
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Java内存
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堆：存放new的对象和数组
可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用 -
栈：存放基本变量类型（会包含这个基本类型的具体数值）
引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址） -
方法区：可以被所有的线程共享
包含了所有的class和static变量
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四、三种初始化
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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。
- 默认值一般为0或null。
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代码：
//静态初始化：创建+赋值 int[] a = {1,2,3,4,5,6,7,8}; System.out.println(a[0]); //Man[] mans = {new Man(), new Man()}; //动态初始化：包含默认初始化 int[] b = new int[10]; b[0] = 10; System.out.println(b[1]); //未赋值，默认值为0
五、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。
六、数组越界
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下标的合法区间：[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！
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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：ArrayIndexOutofBounds
七、数组使用
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普通For循环
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For-each循环
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数组作为方法的参数
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数组作为方法的返回值
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代码(1)：
public static void main(String[] args) { int[] arrays = {1,2,3,4,5}; //打印全部数组元素 for (int i = 0; i < arrays.length; i++) { System.out.println(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(arrays[i] > max){ max = arrays[i]; } } System.out.println("max="+max); } -
代码(2)：
public static void main(String[] args) { int[] arrays = {1,2,3,4,5}; //JDK1.5 没有下标 for (int array : arrays) { //arrays.for System.out.println(array); } //数组作为参数 printArray(arrays); //数组作为返回值 int[] result = reverseArray(arrays); printArray(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] + " "); } } //反转数组 public static int[] reverseArray(int[] arrays){ int[] result = new int[arrays.length]; for (int i = 0; i < arrays.length; i++) { result[i] = arrays[arrays.length-1-i]; } return result; }
八、二维数组
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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。
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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。
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思考：多维数组的使用，类似地。
九、Arrays类
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数组的工具类java.util.Arrays
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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。
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查看JDK帮助文档
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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，而“不用"使用对象来调用（注意：是"不用"而不是"不能"）
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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。
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代码：
//打印数组元素 Arrays.toString() int[] a = {1,2,3,4,5353,654,655664,23,5,43534,3232}; System.out.println(Arrays.toString(a)); //数组进行排序：升序 Arrays.sort(a); System.out.println(Arrays.toString(a)); //数组填充 Arrays.fill(a,2,4,0); System.out.println(Arrays.toString(a));
十、冒泡排序
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算法思想和代码实现：
public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2,3,4,5353,654,655664,23,5,43534,3232}; int[] b = sort(a); System.out.println(Arrays.toString(a)); } //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 static int[] sort(int[] array){ int tmp = 0; boolean //外层循环，判断要走多少次 for (int i = 0; i < array.length; i++) { //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个大，则交换位置 for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) { if(array[j] > array[j+1]){ tmp = array[j]; array[j] = array[j+1]; array[j+1] = tmp; } } } return array; } -
时间复杂度：O(n^2)
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适当优化：
public static int[] sort(int[] array){ int tmp = 0; boolean flag = false; //外层循环，判断要走多少次 for (int i = 0; i < array.length; i++) { //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个大，则交换位置 for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) { if(array[j] > array[j+1]){ tmp = array[j]; array[j] = array[j+1]; array[j+1] = tmp; flag = true; //进行了比较 } } if(!flag){ //某一轮没有进行比较，即已经完成排序 break; } } return array; }
十一、稀疏数组
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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。
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稀疏数组的处理方式是：（压缩）
- 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
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如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组
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举个栗子：
public static void main(String[] args) { //1.创建二维数组 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; //2.输出原始数组 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(); } //3.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 < array1.length; i++) { for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) { if(array1[i][j]!=0){ sum++; } } } System.out.println("有效值的个数"+sum); //创建一个稀疏数组 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，将非零值存放在数组中 int cnt = 0; for (int i = 0; i < array1.length; i++) { for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) { if(array1[i][j]!=0){ array2[++cnt][0] = i; array2[cnt][1] = j; array2[cnt][2] = array1[i][j]; } } } //4.输出稀疏数组 System.out.println("输出稀疏数组:"); for (int i = 0; i < array2.length; i++) { System.out.println(array2[i][0] + "\t" + array2[i][1] + "\t" + array2[i][2]); } //5.还原稀疏数组 int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]]; for (int i = 1; i < array2.length; i++) { //注意i从1开始，因为i=0是数组信息：行、列、非零值 array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2]; } System.out.println("输出还原后的稀疏数组:"); for (int[] ints : array3) { for (int anInt : ints) { System.out.print(anInt+"\t"); } System.out.println(); } } /* 输出原始数组: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 有效值的个数2 输出稀疏数组: 11 11 2 1 2 1 2 3 2 输出还原后的稀疏数组: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 */
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