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什么是數(shù)組

數(shù)組是相同類型數(shù)據(jù)的有序集合
數(shù)組描述的是相同類型的若干個數(shù)據(jù),按照一定的先后次序排列組合而成。
其中,每一個數(shù)據(jù)稱作一個數(shù)組元素,每個數(shù)組元素可以通過一個下標來訪問它們

數(shù)組的聲明創(chuàng)建

首先必須聲明數(shù)組變量，才能在程序中使用數(shù)組。下面是聲明數(shù)組變量的語法:

dataType[] array;//例： int[] nums; 推薦使用這種寫法
或者
dataType array[];//例： int nums[];

使用new來創(chuàng)建數(shù)組的語法:

dataType[] array = new dataType[arraySize]//例 int[] nums = new int[10];

數(shù)組的元素是通過索引訪問的，數(shù)組索引從0開始。

獲取數(shù)組的長度：array.length

練習：用循環(huán)給數(shù)組賦值1到10，并輸出數(shù)組的總和

public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個數(shù)組
int[] array = new int[10];
//sum為總和
int sum = 0;
//循環(huán)給數(shù)組賦值
for (int i = 1;i<=array.length;i++){
array[i-1] = i;
}
//循環(huán)遍歷數(shù)組，把每位加到sum計算總和
for (int j = 0;j<array.length;j++){
sum = sum + array[j];
}
System.out.println("數(shù)組總和為:"+sum);
}

內(nèi)存分析：

新手初學Java數(shù)組

結(jié)合以上練習和這張簡單的內(nèi)存分析思維導圖來簡單分析一下數(shù)組是如何生成在java內(nèi)存的？

新手初學Java數(shù)組

三種初始化狀態(tài)

靜態(tài)初始化

int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(1,1)}//Man是類名

動態(tài)初始化

int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;

數(shù)組的默認初始化

動態(tài)初始化包含了默認初始化。數(shù)組是引用類型，它的元素相當于類的實例變量，因此數(shù)組一經(jīng)分配空間，其中的每個元素也被按照實例變量同樣的方式被隱式初始化。

int[] a = new int[2];//可以理解為一但通過new實例化了，數(shù)組的每個元素也同樣的被實例化位默認值存在堆的空間里

數(shù)組的四個基本特點

其長度是確定的。數(shù)組一旦被創(chuàng)建，它的大小就是不可以改變的。
其元素必須是相同類型,不允許出現(xiàn)混合類型。
數(shù)組中的元素可以是任何數(shù)據(jù)類型，包括基本類型和引用類型。
數(shù)組變量屬引用類型，數(shù)組也可以看成是對象，數(shù)組中的每個元素相當于該對象的成員變量。數(shù)組本身就是對象，Java中對象是在堆中的，因此數(shù)組無論保存原始類型還是其他對象類型，數(shù)組對象本身是在堆中的。

數(shù)組的使用

For-Each循環(huán)

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,3,5,7,9};
//JDK1.5以上可以使用，但是沒有下標
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
}
}

數(shù)組作方法入?yún)?/p>

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {2,4,6,8,10};
printArray(reverse(arrays));//輸出10 8 6 4 2
}
//打印數(shù)組元素
public static void printArray(int[] arrays){
for(int i = 0; i < arrays.length; i++){
System.out.print(arrays[i]+" ");
}
}

數(shù)組作返回值

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {2,4,6,8,10};
//使用for-each遍歷出反轉(zhuǎn)后的數(shù)組
for(int array : reverse(arrays)){
System.out.print(array+" ");
}
}
//反轉(zhuǎn)數(shù)組，從數(shù)組最后一個元素到第一個元素
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
for (int i = 0,j=arrays.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}

多維數(shù)組

多維數(shù)組可以看成是數(shù)組的數(shù)組，比如二維數(shù)組就是一個特殊的一維數(shù)組，其每一個元素都是一個一維數(shù)組。

二維數(shù)組

int a[][] = new int[3][2]//可以看作一個3行2列的數(shù)組來理解

新手初學Java數(shù)組

例：創(chuàng)建并打印二維數(shù)組的所有元素

public static void main(String[] args) {
int[][] arrays = {{1,2},{3,4},{5,6}};
for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
for (int j = 0;j<arrays[i].length;j++){
System.out.print(arrays[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
}

Arrays類

數(shù)組的工具類java.util.Arrays
由于數(shù)組對象本身并沒有什么方法可以供我們調(diào)用,但API中提供了一個工具類Arrays供我們使用,從而可以對數(shù)據(jù)對象進行一些基本的操作。
Arrays類中的方法都是static修飾的靜態(tài)方法,在使用的時候可以直接使用類名進行調(diào)用,而"不用"使用對象來調(diào)用(注意:是"不用”而不是"不能")

常用功能:

返回指定數(shù)組的內(nèi)容的字符串表示形式，通過toString方法。

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
System.out.println(Arrays.toString(arrays));
}

將指定的int值分配給指定的int數(shù)組的每個元素：通過fill方法。

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
Arrays.fill(arrays,0);//給數(shù)組里面所有元素替換為0
System.out.println(Arrays.toString(arrays));
//輸出[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
int[] arr = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
// a - 要填充的數(shù)組
// fromIndex - 要用指定值填充的第一個元素（包括）的索引
// toIndex - 要用指定值填充的最后一個元素（排除）的索引
// val - 要存儲在數(shù)組的所有元素中的值
Arrays.fill(arr,0,5,9);//給數(shù)組里面所有下標范圍替換為9
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

對數(shù)組排序:通過sort方法,按升序。

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
Arrays.sort(arrays);//數(shù)組進行排序：升序
System.out.println(Arrays.toString(arrays));
//輸出[5, 7, 8, 9, 25, 64, 100, 277, 365]
}

比較數(shù)組:通過equals方法比較數(shù)組中元素值是否相等。

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
int[] arrays2 = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
boolean flag = Arrays.equals(arrays, arrays2);
System.out.println("arrays和arrays2中的元素比較結(jié)果："+flag);
}

冒泡排序

冒泡排序算法的運作：

比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換他們兩個。
對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結(jié)尾的最后一對。比較完最后一對則最后的元素會是最大的數(shù)。
針對所有的元素重復以上的步驟，除了最后一個。
持續(xù)每次對越來越少的元素重復上面的步驟，直到?jīng)]有任何一對數(shù)字需要比較。

代碼示例：

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
sort(arrays);
}
//冒泡排序:比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換他們兩個的值
public static void sort(int array[]){
//temp是臨時變量，用于比較的值進行交換
int temp = 0;
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j]>array[j+1]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}

以上代碼通過可以通過斷點Debug發(fā)現(xiàn)，排序過程中，執(zhí)行完最后的排序后，雖然數(shù)據(jù)已全部排序完備，但程序無法判斷是否完成排序

為了解決這一不足，可設(shè)置一個標志位flag來進行優(yōu)化，將其初始值設(shè)置為false，表示被排序的表是一個無序的表，每一次排序開始前設(shè)置flag值為false，在進行數(shù)據(jù)交換時，修改flag為非true。在新一輪排序開始時，檢查此標志，若此標志為false，表示上一次沒有做過交換數(shù)據(jù)，則結(jié)束排序；否則進行排序；

例:

public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {9,5,8,7,100,365,277,25,64};
sort(arrays);
}
public static void sort(int array[]){
//temp是臨時變量，用于比較的值進行交換
int temp = 0;
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
boolean flag = false;
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j]>array[j+1]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
flag = true;
}
}
if(flag==false){
break;
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}

稀疏數(shù)組

當一個數(shù)組中大部分元素為0，或者為同一值的數(shù)組時，可以使用稀疏數(shù)組來保存該數(shù)組。
稀疏數(shù)組的處理方式是:
- 記錄數(shù)組一共有幾行幾列，有多少個不同值
- 把具有不同值的元素和行列及值記錄在一個小規(guī)模的數(shù)組中，從而縮小程序的規(guī)模
如下圖：左邊是原始數(shù)組，右邊是稀疏數(shù)組

新手初學Java數(shù)組