Java数组

一、数组概述

1. 数组是相同类型数据的有序集合。
2. 数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后顺序排列组合而成。
3. 其中，每一个数组称作一个数组元素，每个数组元素通过一个下标访问他们。

二、数组声明创建

1. 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

dataType[] arrayRefVar;//首选
或
dataType arrayRefVar[];    //效果相同

2. Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下；

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

3. 数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始。
4. 获取数 组长度：

arrays.length

三、Java的内存

1. Java内存

• 堆：存放new的对象和数组；可以被所有线程共享，不会存放别的对象引用。
• 栈：存放基本数据类型（包含这些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的具体数值）
• 方法区：可以被所有线程共享；包含所有的class和static变量

2. 三种初始化状态：

• 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照样实例变量同样的方式被隐式初始化。

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化:创建+赋值
        int [] a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
        System.out.println(a[0]);

        //动态初始化:包含默认初始化
        int [] b = new int[10];
        b[0]=10;

        System.out.println(b[0]);//经过分配空间，元素被隐式初始化
        System.out.println(b[1]);//未经过分配空间，初始为0
        System.out.println(b[2]);
    }
}

四、四个基本特点

1. 特点：

• 其长度是确定的。数组一旦被创建，他的大小不可以被改变。
• 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。
• 数组的元素可以是任何数据类型，包含基本类型和引用类型。
• 数组变量属于引用类型，数组可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该变量的成员变量。
• 数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保持原始类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中的。

2. 下标的合法区间：[0,length-1],如果越界就会报错。
3. .ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常。

五、数组使用

1. 普通的for循环

   {
       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("====================");
   
           //打印计算所有元素的和
           int sum = 0;
           for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
               sum = 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);
   
       }
   }
   

2. For-Each循环

3. 数组作为方法入参

4. 数组作为返回值

package array;

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1,2,3,4,5};

        //增强for循环，无下标
     //   for (int array : arrays) {
       //     System.out.println(array);
        //}


        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);

    }
    //反转数组
    public static int[] reverse(int[] arrays){
        int[] result = new int[arrays.length];
        //反转操作
        for (int i = 0,j= result.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]+" ");
        }
    }

}

六、多维数组

1. 多维数组：可以看作数组的数组，例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。
2. 二维数组

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

解析：a为一个二行五列的数组

七、Arrays类

1. 数组的工具类java.util.Arrays
2. 由于数组对象本身并没有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。
3. 查看JDK帮助文档
4. Arrays类中的方法都是用static修饰的静态方法，在使用时可以直接使用类名进行调用，而“不用”使用对象来调用。
5. 常用功能：

• 给数组赋值：通过fill方法。
• 给数组排序：通过sort方法，按升序。
• 比较数组：通过equals方法比较数组中的元素值是否相等。
• 查找数组元素：通过binarySearch方法对排序好的数组进行二分查找法操作。

package array;

import java.util.Arrays;

public class Demo06 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,9566,456,21,3,23};

       // System.out.println(a);
        //打印数组元素
       // System.out.println(Arrays.toString(a));
        //printArray(a);

        Arrays.sort(a);//数组进行排序
        System.out.println(Arrays.toString(a));

        Arrays.fill(a,2,5,0);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }

    public static void printArray(int[] a){
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            if (i==0){
                System.out.print("[");
            }
            if (i==a.length-1){
                System.out.println(a[i]+"]");
            }else {
                System.out.print(a[i]+",");
            }

        }
    }


}

八、稀疏数组

1. 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以用稀疏数组来保存该数组。
2. 稀疏数组的处理方式：

• 记录数组一共有几行几列，有多少不同值。

• 把具有不同值的元素和行列记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模。

  左边为原始数组，右边为稀疏数组。

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sn2gxmmf-1675403660690)(C:\Users\AS\Desktop\IMG_1332(20230203-124415)].PNG)

package array;

public class Demo08 {
    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();
        }
        System.out.println("===========================");
        //转换为稀疏数组保存
        //1.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;

        //遍历二位数组，将非0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("还原稀疏数组");
        //1.读取稀疏数组的值
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];

        //2.给其中元素还原它的值

        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //3.打印
        System.out.println("输出还原数组");

        for (int[] ints : array3) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }

    }
}