自用的学习笔记，若有错误欢迎指出。

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，每一饿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。

首先，必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

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//首选方案
dataType[] = arrayRefVar;
//效果相同，但不是首选方案
dataType = arrayRefVar[];

Java语言使用new操作符来创建数组

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dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];
int[] nums = new int[10];

数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始。

获取数组长度arrays.length。

数组的四个基本特点

  • 其长度是确定的。数组一但被创建，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。
  • 数组变量属于引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每一个元素相当于该对象的成员变量。数组本身就是对象，java中的对象是在堆中的，因此数组无论是保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本身实在堆中的。
  • 数组下标的合法区间：[0, length - 1], 如果越界就会报错；

数组使用

  • 普通的for循环
  • for - each循环
  • 数组作为方法入参
  • 数组作为返回值
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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]);
}

//计算所有元素的和
System.out.println("=================");

int sum = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
    sum += arrays[i];
}
System.out.println(sum);

//查找数组最大的元素
int max = 0;
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
    if (max < arrays[i]){
        max = arrays[i];
    }
}
System.out.println(max);

//增强型for循环
System.out.println("=================");
for (int arrays: arrays) {
    System.out.println(arrays);
}

数组可以封装成参数

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public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

        printMax(arrays);
    }

    public static void printMax(int[] arrays){
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            if (sum < arrays[i]){
                sum = arrays[i];
            }
        }
        System.out.println("数组最大值为：" + sum);
    }

}

尝试使数组反转

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public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

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

    //反转数组
    public static int[] reverse(int[] arrays){
        int[] result = new int[arrays.length];

        for (int i = 0, j = result.length - 1; i < arrays.length; i++, j--) {
            result[j] = arrays[i];
        }
        return result;
    }

    //打印数组
    public static void printArray(int[] arrays){
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            result = arrays[i];
            System.out.println(result);
        }
    }

}

多维数组

多维数组可以看作是数组的数组，比如二维度数组就是一个特殊的一维数组，其中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[3][9];

多维数组

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int[][] arrays = {{1,2}, {2,3},{3,4},{4,5}};


for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
    for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++){
        System.out.println(arrays[i][j]);
    }
}

Arrays类

  • 数组的工具类java.util.Arrays
  • 由于数组对象本身并没有什么方法供我们调用，但是API中提供了一个工具类Arrays来供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本操作。
  • 查看JDK帮助文档
  • 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来进行调用，而“不用”使用对象来调用(注意：是不用，而不是不能使用)

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，按照升序排列
  • 比较数组：通过equals方法来比较数组中元素的值是否相等
  • 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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import java.util.Arrays;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 23, 454, 342, 55, 8848, 367, 365, 9656};

        //比较来看，输出结果是一样的
        System.out.println(Arrays.toString(arrays));
        printArrays(arrays);
        
        //Arrays.sort();排序数组
        Arrays.sort(arrays);
        System.out.println();
        System.out.println(Arrays.toString(arrays));

    }

    //实际作用原理
    public static void printArrays(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++){
            if (i == 0){
                System.out.print("[");
            }
            if (i == arrays.length - 1){
                System.out.print(arrays[i] + "]");
            }else {
                System.out.print(arrays[i] + ", ");
            }
        }
    }

}

冒泡排序

冒泡排序：

  • 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。
  • 每一次比较，都会产生出一个最大和一个最小的数。
  • 下一轮则可以少一次排序
  • 依次循环，直到结束。
  • 我们看到嵌套循环，想到这个算法的时间复杂度为O(n2)。

冒泡排序数字替换逻辑：

  1. 将第一额数存放到一个临时的空间当中

    冒泡排序数字换位逻辑01

  2. 将后一个数字放入到前一个数字空间中

    冒泡排序数字换位逻辑02

  3. 将存放在临时空间中的前一个数字放入到原本后一个数字的空间中

    冒泡排序数字换位逻辑03

实例：

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import java.util.Arrays;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrays = {1, 23, 454, 342, 55, 8848, 367, 365, 9656};

        //冒泡排序前
        System.out.println(Arrays.toString(arrays));

        //进行冒泡排序
        sort(arrays);
        System.out.println(Arrays.toString(arrays));
    }

    /**
     * 冒泡排序
     *
     * @param arrays
     * @return
     */
    public static int[] sort(int[] arrays) {
        //临时变量
        int num = 0;

        //外层循环：判断我们要走多少次
        for (int i = 0; i < arrays.length - 1; i++) {

            //通过flag标识来减少没有意义的比较
            boolean flag = false;

            //内层循环：比较判断两个数
            //如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置。
            //注意：这里的j < arrays.length - 1 之后还需要减去"i"
            for (int j = 0; j < arrays.length - 1 - i; j++) {
                //当后一个数比前一个数大
                if (arrays[j + 1] > arrays[j]) {
                    num = arrays[j];
                    arrays[j] = arrays[j + 1];
                    arrays[j + 1] = num;
                    flag = true;
                }
            }
            if (flag == false) {
                break;
            }
        }

        return arrays;
    }
}

稀疏数组

需求：编写五子棋游戏，有存盘退出和继续上盘的功能

分析问题：因为该二维数组的很多值默认是0，因此记录了很多没有意义的数据

解决方案：稀疏数组

稀疏数组介绍

  • 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
  • 稀疏数组的处理方式时：
    • 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
  • 如下图：左边是原始数组，右边是稀疏数组

原始数组和稀疏数组

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public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //1：创建一个二维数组 11 * 11
        //0：默认为没有棋子； 1：黑棋， 2：白棋
        int[][] array01 = new int[11][11];

        array01[1][1] = 1;
        array01[1][2] = 2;
        array01[4][6] = 2;
        array01[8][6] = 1;

        //输出原始的数组
        System.out.println("输出原始的数组：");

        for (int[] ints: array01) {
            for (int anInt : ints){
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }

        //转换为稀疏数组来存储
        //获取有效值的个数
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < array01.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array01.length; j++){
                //计算并且获取有效值的个数
                if (array01[i][j] != 0){
                    sum++;
                }

            }
            
        }
        System.out.println("有效值的个数为：" + sum);


        //创建一个稀疏数组
        //因为存在头部信息，所以稀疏数组的行为有效值个数+1，列固定为3列
        int[][] array02 = new int[sum + 1][3];

        //设定行和列的属性值（头部信息）
        array02[0][0] = 11;
        array02[0][1] = 11;
        array02[0][2] = sum;


        //遍历二维数组，将非0的值存放入稀疏数组中
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < array01.length; i++){
            for (int j = 0; j < array01.length; j++){
                if (array01[i][j] != 0){
                    count++;
                    array02[count][0] = i;
                    array02[count][1] = j;
                    array02[count][2] = array01[i][j];
                }
            }
        }

        //输出稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array02.length; i++) {
            System.out.println(array02[i][0] + "\t" + array02[i][1] + "\t" + array02[i][2] + "\t");
        }

        System.out.println();
        //还原该稀疏数组
        System.out.println("还原稀疏数组");

        //读取稀疏数组
        int[][] array03 = new int[array02[0][0]][array02[0][1]];

        //给其中的元素还原值
        //这里第0行为稀疏数组的头部信息，不需要还原
        for (int i = 1; i < array02.length; i++) {
            //array03[i][j]的值为 i = 行 和 j = 列
            array03[array02[i][0]][array02[i][1]] = array02[i][2];
        }

        //打印还原后数组
        System.out.println("输出原始的数组：");

        for (int[] ints: array03) {
            for (int anInt : ints){
                System.out.print(anInt + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

后记

之后就是java中最重要的面向对象编程。加油！去吧，继续服务。 ( ﾟ ▽ ﾟ)つ□乾杯～

参考链接

B站：狂神说java

封面图来源：https://www.pixiv.net/artworks/97498528