Java - 数组

// 数组
        User1 user1 = new User1();
        User1 user2 = new User1();
        User1 user3 = new User1();
        User1 user4 = new User1();

        user1.test();
        user2.test();
        user3.test();
        user4.test();

        // 索引范围 0~3
        User1[] users = new User1[4];
        for ( int i = 0 ; i < users.length ; i++ ){   // 名称.length 获取当前数组的长度
            users[i] = new User1();  
        }

        for( int i = 0; i < users.length; i++ ) {
            users[i].test();
        }

        // TODO 数组的声明方式:类型[]  变量:
        // TODO 数组的创建方式:new 类型[容量]:
        String[] names = new String[3];
        // 给我们的数组的小格子添加数据,添加的方式为: 数组变量[索引] = 数据
        // 添加数据和访问数据时,索引是不能超过指定的范围的( 0 ~ length-1 )
        // 如果重复给相同的索引添加数据,那么等同于修改数据
        names[0] = "zhangsan";
        names[1] = "lisi";
        names[2] = "wangwu";

        // 查询(访问)数据,访问数据的方式为: 数组的变量[索引]
        System.out.println(names[0]);
        System.out.println(names[1]);
        System.out.println(names[2]);

        System.out.println("*******************************************************");
        for ( int i =0; i < 3 ; i++ ){
            System.out.println(names[i]);
        }
    }
}
class User1 {

    public void test() {
        System.out.println("test...");
    }
}
// TODO 常见类和对象
        // 数组  是一种数据结构,用于连续保存相同类型的数据
//        int[] nums = new int[3];
//        //nums[0] = 1;
//        for (int num : nums) {
//            System.out.println(num);
//        }
//        String[] names = {"zhangsan","lisi","wangwu"};
//        System.out.println(names);
//        for (String name : names) {
//            System.out.println(name);
//        }
//        System.out.println(names.length);
//        for( int i = 0; i < names.length; i++ ) {
//            System.out.println(names[i]);
//        }
        // 二维数组
        //String[][] names = {{"zhangsan","lisi","wangwu"},{"zhangsan","lisi"},{"zhangsan"}};

        // 标准的二维数组
        String[][] namess = new String[3][3];

        namess[0][1] = "zhangsan";

        //System.out.println(namess[0][1]);
        for ( int row = 0; row < 3 ; row++ ) {
            for( int col = 0; col < 3; col++ ) {
                System.out.print(namess[row][col]+"  ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}
// 二维数组
        /*
            九层妖塔
               *
              ***
             *****
            *******
         */
        // 1 => 1
        // 2 => 3
        // 3 => 5
        // 4 => 7

        // 1 => 0
        // 2 => 1
        // 3 => 2
        // 4 => 3

        // 0 => 8
        // 1 => 789
        // 2 => 678910
        int row = 9;
        int col = 2 * (row - 1) + 1;
        String[][] nineTower = new String[row][col];

        for( int i = 0; i < row; i++ ) {
            for( int j = 0; j < col; j++) {
                if( j >= ( row - 1) - i && j <= ( row - 1 ) + i ){
                    nineTower[i][j] = "*";
                } else {
                    nineTower[i][j] = " ";
                }
            }
        }

        for( int i = 0; i < row; i++ ) {
            for( int j = 0; j < col; j++) {
                System.out.print(nineTower[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}
// TODO 常见类和对象
        //  数组 选择排序
        int[] nums = {1,4,3,5,2};
        // 排序前
        System.out.println("排序前:");
        for (int num : nums) {
            System.out.println(num);
        }
        // TODO 希望获取到的数据为 1 ,2 ,3 ,4 ,5
        for( int j = 0; j < nums.length; j++ ) {
            int maxIndex = 0;
            for( int i = 1; i < nums.length - j; i++) {
                if( nums[i] > nums[maxIndex] ) {
                    maxIndex = i;
                }
            }
            int temp = nums[nums.length - j - 1];
            nums[nums.length - j - 1] = nums[maxIndex];
            nums[maxIndex] = temp;
        }


        // 排序后
        System.out.println("排序后");
        for (int num : nums) {
            System.out.println(num);
        }
 //   数组  冒泡排序
        int[] nums = {1,4,3,5,2};
        // 排序前
        System.out.println("排序前:");
        for (int num : nums) {
            System.out.println(num);
        }
        // TODO 希望获取到的数据为 1 ,2 ,3 ,4 ,5
        // 简化需求:将数组的最大值放置在数组的最后
        for( int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for( int j = 0; j < nums.length - i - 1; j++) {
                if(nums[j] > nums[j+1]) {
                    int temp = nums[j];
                    nums[j] = nums[j+1];
                    nums[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        //排序后
        System.out.println("排序后:");
            System.out.println(Arrays.toString(nums));  // Arrays.toString 转成字符串输出
//  数组 数据查询 二分查找法
        int[] nums = {1,2,3,4,5,6,7};

        // 查询目标
        int targetNum = 5;
        int start = 0;
        int end = nums.length - 1;
        int middle = 0;
        while( start <= end) {
            middle = ( start + end )/2;
            if(targetNum < nums[middle]) {
                end = middle - 1;
            } else if( targetNum > nums[middle] ) {
                start = middle + 1;
            } else {
                break;
            }
        }
        System.out.println("数据在数组的位置:" + middle );
    }
}

<think>好的,用户现在问的是Java入门中的数组基础。我需要先回想一下之前的对话历史,用户之前问过关于IDEA的解释,现在转向Java基础,说明他们可能刚开始学习编程,或者是想巩固基础知识。首先,用户的需求是了解数组的基础知识,作为Java入门的一部分。我需要确保内容结构清晰,符合用户提到的系统级指令,比如行内数学公式用$...$,独立公式用$$...$$,同时用中文回答。 首先,数组Java中的基本数据结构,必须涵盖定义、声明、初始化、访问元素、遍历、多维数组、常见操作以及注意事项。可能需要分点来讲解,每个部分都要简明扼要,同时确保例子正确,语法无误。比如在声明数组的时候,有两种方式:数据类型[] 数组名 或者 数据类型 数组名[],但推荐前者。初始化部分要分静态和动态,静态初始化是在声明时赋值,动态是使用new关键字,之后赋值。 需要注意Java数组的索引从0开始,越界会抛异常,这点很重要。遍历部分可以用for循环或增强for循环,需要给出例子。多维数组部分,特别是二维数组,需要说明如何声明和初始化,并给出例子,比如二维数组的静态和动态初始化。 常见操作部分,用户可能需要知道如何获取长度,使用Arrays类的方法,比如排序、填充、复制等。注意事项里,数组长度不可变,引用类型的问题,以及性能考虑,比如连续内存分配和随机访问效率高,但增删元素效率低。这些都需要清晰列出。 另外,用户可能作为初学者,需要避免常见的错误,比如数组越界、空指针异常,这些在注意事项里提到会比较有帮助。同时,可能需要强调数组是对象,存储在堆内存中,而数组变量是引用,这点对于理解数组的传递和复制很重要。 还要检查是否有需要使用的数学公式,比如在解释数组长度时,可能用$length = n$,或者在多维数组中的表示,比如二维数组可以看作矩阵,用$array[i][j]$表示元素。不过根据之前的回答例子,可能不需要太多数学公式,但需要确保行内公式正确使用$符号。 最后,确保结构符合用户的要求,分点明确,步骤清晰,例子正确,并且用中文回答。同时,要检查是否有遗漏的部分,比如数组的默认值,当动态初始化时,元素会有默认值,比如int数组初始为0,对象数组为null,这也是需要注意的点。</think>我们将以结构化方式解析Java数组的核心知识点,重点标注$\boxed{关键语法}$和易错点: --- ### 一、数组定义与特性 $$数组 = \text{相同数据类型} \times \text{连续内存空间} \times \text{固定长度}$$ - **核心属性**: 1. 索引系统:$\boxed{下标从0开始}$,访问越界触发`ArrayIndexOutOfBoundsException` 2. 长度固定:$\boxed{array.length}$为最终属性(声明后不可变) 3. 堆内存分配:数组是$\boxed{对象}$,通过引用访问 --- ### 二、声明与初始化 #### 1. 声明方式对比 | 类型 | 语法示例 | 内存状态 | |---------------|---------------------------|-------------| | 声明未初始化 | `int[] arr;` | 仅创建引用 | | 静态初始化 | `int[] arr = {1,3,5};` | 立即分配内存 | | 动态初始化 | `int[] arr = new int[3];` | 分配默认值 | #### 2. 默认值规则 - 数值类型:$\boxed{0}$(int/double等) - 布尔类型:$\boxed{false}$ - 引用类型:$\boxed{null}$ --- ### 三、核心操作 #### 1. 元素访问(时间复杂度$O(1)$) ```java int[] scores = new int[]{90,85,77}; System.out.println(scores[1]); // 输出85 scores[2] = 80; // 修改第三个元素 ``` #### 2. 数组遍历(时间复杂度$O(n)$) ```java // 传统for循环 for(int i=0; i < scores.length; i++){ System.out.println(scores[i]); } // 增强for循环(只读访问) for(int score : scores){ System.out.println(score); } ``` --- ### 四、多维数组 #### 1. 二维数组本质:$\boxed{数组数组}$ ```java // 静态初始化 int[][] matrix = {{1,2}, {3,4,5}}; // 动态初始化 double[][] data = new double[2][3]; ``` #### 2. 不规则数组 ```java String[][] names = new String[2][]; names[0] = new String[3]; // 第一行3列 names[1] = new String[2]; // 第二行2列 ``` --- ### 五、工具类应用 #### `java.util.Arrays`常用方法 | 方法 | 功能描述 | 示例 | |------------------------|------------------------|--------------------------------| | `sort()` | 数组排序 | `Arrays.sort(arr);` | | `binarySearch()` | 二分查找 | `Arrays.binarySearch(arr,5);` | | `copyOf()` | 数组复制 | `int[] copy = Arrays.copyOf(arr,5);` | | `fill()` | 填充默认值 | `Arrays.fill(arr, 0);` | --- ### 六、典型错误案例 1. **长度混淆**: ```java int[] arr = new int[5]; System.out.println(arr[5]); // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException ``` 2. **空指针异常**: ```java int[][] arr = new int[3][]; System.out.println(arr[0][0]); // 第二维未初始化,触发NullPointerException ``` 3. **引用陷阱**: ```java int[] a = {1,2,3}; int[] b = a; // b与a指向同一数组对象 b[0] = 9; // 修改会影响a[0]的值 ``` --- ### 七、最佳实践建议 1. **内存优化**:优先使用基本类型数组而非包装类数组 2. **防御性编程**:关键操作前检查`array != null && index < array.length` 3. **集合替代**:频繁增删数据时建议使用`ArrayList` 是否需要通过具体代码案例进一步演示数组操作细节?
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