黑马程序员——Java基础语法---数组

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一、概念

同一种类型数据的集合。简单的来说就是一容器，用来装东西的。

使用数组的好处：可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这些元素。

二、一维数组的格式

格式1：元素类型 [ ]数组名 = new 元素类型 [元素个数或数组长度] ;

如： int [] arr = new int [3]; 也可以写成： int arr[] = new int[3];

格式2：元素类型 []数组名 = new 元素类型 [ ]{元素1,元素2,…};

如： int [] arr = new int []{1,2,3,4,5};

还有一种简写的静态初始化格式：如： int [] arr={1,2,3,4,5};

　　 特别注意：int[] x,y[]; //x一维，y二维。int[] x;int[] y[];

其中：new是用来在堆内存中产生一个容器实体。

　　　1、System.out.println(arr);得到的结果是一个哈希值，也叫地址值。

2、数组在堆内存开辟空间后，就有默认的初始化值。如：int默认0；boolean默认false。

内存小知识：

Java程序在运行时，需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率，有对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

栈内存：用于存储局部变量，当数据使用完，所占空间会自动释放。　　//存在时间短

堆内存：1、数组和对象，通过new建立的实例都存放在堆内存中。 //存在时间较久

2、每一个实体都有内存地址值。

3、实体中的变量都有默认初始化值。

4、实体不在被使用，会在不确定的时间内被垃圾回收器回收。

三、数组操作常见问题

1、数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)。例：

int[] arr = new int[2];

System.out.println(arr[3]);

访问到了数组中的不存在的脚标时发生。

2、空指针异常(NullPointerException)。例：

int[]arr = null;

System.out.println(arr[0]);

arr引用没有指向实体，却在操作实体中的元素时。

四、数组中的数组

也称多维数组，这里我们主要讲二维数组。

格式1： int[][] arr= new int[3][2];

解释：以上格式表示定义了名称为arr的二维数组。有3个一维数组，每一个一维数组中有2个元素。一维数组的名称分别为arr[0],arr[1],arr[2]。给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：arr[0][1] = 78。

格式2： int[][] arr= new int[3][];

注：此种格式中每个一维数组都是默认初始化值null。

格式3：int[][] arr = {{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};//每一个一维数组中具体元素都初始化了。

注：一种特殊定义写法：int[]x,y[]; x是一维数组，y是二维数组。

class  Array2Demo
{//目标：熟悉二维数组的存在，即一维数组中的组员为
// 一维数组
public static void main(String[] args)
{

/*
int arr[]=new int [3];//新建一个一维数组，数组中有三个元素

int arr[][]=new int[3][4]//新建一个二维数组，3列4行
int arr[][]=new int[3][];//二维数组，有三个组员，组员中各有一维数组
arr[0][]=new int[3];
arr[1][]=new int[1];
arr[2][]=new int[2];
System.out.println(arr,length);//打印是二维数组的长度 3；
System.out.println(arr[0].length);//打印二维数组中第一个一维数组长度
*/
int arr[][]  = {{3,5,1,7},{2,3,5,8},{6,1,8,2}};
//求数组中元素的和
//分析：二维数组需要使用双重for循环
//第一次遍历时x<arr.length
//第二次遍历时y<arr[x].length
int sum=0,x,y;
for(x=0;x<arr.length;x++)
{
for(y=0;y<arr[x].length;y++)
{
sum=sum+arr[x][y];
}
}
System.out.println("数组和为："+sum);
}
}

五、数组常见操作

1、 数组排序：

常见的排序方式：冒泡排序和选择排序。在Java已经定义好了一种排序方式，在开发使用中，直接调用即可。排序的方式有很多，其中最快的排序方式为希尔排序。

下面是我自己敲的选择和冒泡两种排序方式的程序：

import java.util.*;
/*
对给定数组进行排序。
{5,1,6,4,2,8,9}*/
class ArrayTest2
{
public static void swap(int arr[],int a,int b)
{/*
分析：无论哪一种排序都需要交换，为了提高代码的复用率
独立将交换函数封装
*/
int temp=arr[a];
arr[a]=arr[b];
arr[b]=temp;
}
public static void selectSort(int arr[])//分析：选择排序
{    /*分析：选择排序：原理是将遍历一遍数组将最小值放到最前面
之后遍历便从角标1开始，如此重复，
直到遍历到arr.length-2为止
*/
for(int x=0;x<arr.length-1;x++)//外循环遍历数组
{
for(int y=x+1;y<arr.length;y++)//内循环比较大小
{
if(arr[x]>arr[y])
swap(arr,x,y);
}
}
}
public static void VubbleSort(int arr[])//分析:冒泡排序
{
for(int x=0;x<arr.length-1;x++)//原理是从零角标开始，相邻角标元素值大的往后面放，
{                                //因此遍历一次后，该数组最大的元素在最后面
for(int y=0;y<arr.length-x-1;y++)//-x:让每一次比较的元素减少。-1：避免角标越界。
{    if(arr[y]>arr[y+1])
swap(arr,y,y+1);
}
}
}

public static void printArray(int arr[])
{
sop("{");
for(int x=0;x<arr.length;x++)//打印数组的格式   {x,x,x,x,x......}
{
if(x!=arr.length-1)
sop(arr[x]+",");
else
sop(arr[x]+"}");

}
sop("\n");
}
public static void main(String[] args)
{
int arr[]={5,1,6,4,2,8,9};
sop("数组排序前：");
printArray(arr);
//VubbleSort(arr);
selectSort(arr);
sop("数组排序后：");
printArray(arr);
}
public static void sop(Object obj)
{
System.out.print(obj);
}
}

2、 折半查找

class  ArrayTest4
{/*
数组的查找操作。

练习：有一个有序的数组，想要将一个元素插入到该数组中，
还要保证该数组是有序的。如何获取该元素在数组中的位置。
分析：通过折半查找寻找出元素应该所属的角标
之后创建新的数组存储，新的数组
*/

public static int halfSearch(int arr[],int key)//传递进来的是有序的数组  和要查找的元素
{                                                //返回的是该元素应该在的位置
int low=0,high=arr.length,num;
for(num=(low+high)/2;low<high;num=(low+high)/2)//将数组的两端low+high 除二 取出该位置num的元素与要查找的元素比较
{
if(key==arr[num])
return num+1;   //如果查找到元素值相同 ，则返回的位置为num+1；
else
{
if(key>arr[num])//若要查找的元素大，则将num加1的所在位置 传递给  low
low=num+1;
else
high=num-1;//若要查找的元素小  则将num减1的所在位置 传递给  high
}

}
return low; //如果没有查找到元素与之相同，则返回  low   ，这个low便是如果元素要插入这个数组，该元素应该存在的位置
}
public static void sop(Object obj)//打印  任何对象
{
System.out.println(obj);
}
public static int getIndex(int arr[],int key)//按照数组的顺序 查找 有没有与要查找元素相同的元素（该数组可以无序）
{
int x;
for(x=0;x<arr.length;x++)
{ if(key==arr[x])
return x;                    //如果有则返回位置
}
return -1;                        //没有则返回-1
}

public static void main(String[] args)
{
int arr[]={2,4,5,7,8,19,32,45};
int arr1[]={3,2,1,5,4,2,9};
int x=halfSearch(arr,9);
int y=getIndex(arr1,5);
System.out.print('{');
for(int a=0;a<arr.length-1;a++)
System.out.print(arr[a]+",");
System.out.print(arr[arr.length-1]);//打印arr数组
System.out.println('}');
sop(x);

sop(y);

}
}

3、数组的反转

/*
对给定的数组进行反转。
{3,1,5,6,2} --->
{2,6,5,1,3}

分析：要反转数组，只要将数组的首尾依次互换
而一个数组有奇偶，然而要反转的次数是确定的即
int x=arr.length/2.
因此只需要调用循环就可以了

*/

class  ArrayTest3
{    public static void reverseArray(int arr[])
{
for(int start=0,end=arr.length-1; start<end ; start++,end--)//取出起始位和末尾位，只要起始位能够小于末尾位
{                                                            //即还有未交换位置的元素，之后将起始位增1，末尾位减1
int temp=arr[start];
arr[start]=arr[end];                 //交换两个位置所在的元素
arr[end]=temp;

}
}
public static void printArray(int arr[])   //打印数组的格式 {x,x,x,x......}
{
sop("{");
for(int x=0;x<arr.length;x++)
{
if(x!=arr.length-1)
sop(arr[x]+",");
else
sop(arr[x]+"}");
}
sop("\n");
}
public static void sop(Object obj)  //打印任何对象
{
System.out.print(obj);
}
public static void main(String[] args)
{
int arr[]={3,1,5,6,2};//创建数组
sop("交换前的数组为");
printArray(arr);
reverseArray(arr);
sop("交换后的数组为");
printArray(arr);
}
}

4、实战演练 LuckNumber

class  LuckNumber
{ /*有n个小朋友手拉手围成圈，编号为1~n，小朋友轮流从1开始报数报到m，
报到m的自动退出该圈，游戏到最后剩下的是几号小朋友？
分析：将小朋友的个数存到数组中，
当报到m时，将该数组元素变成0；
当碰到0时，指针自动读取下一个元素，
当报到最后一个时，指针跳到0角标，从新开始
*/
public static void sop(Object obj)//打印任何对象
{
System.out.print(obj);
}
public static int getLuck(int arr[],int m)
{   int pos=-1,num=0;
for(int x=0;x<arr.length-1;x++) //取出元素个数-1的个数，目的取出唯一剩到最后的元素
{
for(int y=0;y<m;y++)//每次数过m个非零的元素时，使该元素变为零
{ pos++;
if (pos==arr.length)
pos=0;
while(arr[pos]==0)
{pos++;
if (pos==arr.length)
{ pos=0;
}
}

}
arr[pos]=0;
}
for(int t=0;t<arr.length;t++)//寻找
{
if (arr[t]!=0)
{
num=arr[t];
}
}
return num;
}
public static void main(String[] args)
{
int n=3,arr[]=new int
;//建立数组，通过for循环将1~12传入数组
for(int i=1;i<=arr.length;i++)
{
arr[i-1]=i;
}
sop(getLuck(arr,2));//将数组和被淘汰的号码传入
}
}