细谈Java之数组篇

WaterMelon107118
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  1. 概述

数组是编程语言中一种常见的数据结构，不同的语言对其的实现和处理也是不同的。下面将介绍Java中的数组。

  1. 数组类型

    1. 数组是一种类型

      1. 在Java中，要求所有的数组元素有相同的数据类型，因此，在一个数组中，数组元素的类型是唯一的。
      2. 一旦其被初始化完成后，其所占内存空间也被固定下来了，即其长度不可改变。
      3. 数组是引用类型

  2. 数组的定义

    1. 两种语法格式

      type[] arrayName;（推荐）
type arranName[];

    2. 定义数组时不能指定数组的长度

  3. 数组的初始化

    1. 静态初始化

      1. 语法格式

        // 第一种方式
arrayName = new type[]{element1,element2,element3.....};
// 第二种方式
type[] arrayName = new type[]{element1,element2,element3.....};

      2. 示例

        public class ArrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个 int 数组类型的变量，变量名为 intArr
        int[] intArr;
        // 使用静态初始化，初始化数组时只指定数组元素的初始值，不指定数组长度
        intArr = new int[]{5, 6, 8, 20};
        // 定义一个 Object 数组类型的变量，变量名为 objArr
        Object[] objArr;
        // 使用静态初始化，初始化数组时数组元素的类型是
        //定义数组时所指定的数组元素类型的子类
        objArr = new String[]{"西游记", "吴承恩"};
        Object[] objArr2;
        //使用静态初始化
        objArr2 = new Object[]{"斗破苍穹", "天蚕土豆"};
    }
}

    2. 动态初始化

      1. 语法格式

        arrayName = new type[length];

      2. 初始值规则

        数组元素类型 数组元素默认初始值
        整数类型（byte、short、int、long） 0
        浮点类型（float、double） 0.0
        字符类型（char） \u0000
        布尔类型（boolean） false
        引用类型（类，接口和数组） null

  4. 数组的使用

    1. 数组的遍历

      由于数组的索引值是从 0 开始的，所以第一个数组元素的索引值为 0，最后一个数组元素的索引值为数组长度减1，因此一个数组的遍历应该如下代码所示：

      1. for循环

        public class ArrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个 int 数组类型的变量，变量名为 intArr
        int[] intArr;
        // 使用静态初始化，初始化数组时只指定数组元素的初始值，不指定数组长度
        intArr = new int[]{5, 6, 8, 20};
        // 数组的遍历
        for (int i = 0; i < intArr.length; i++) {
            int i1 = intArr[i];
            System.out.println("第"+ i + "个数组元素的值是"+"intArr[" + i + "] = " + intArr[i]);
        }
    }
}
/*
运行结果是：
    第0个数组元素的值是intArr[0] = 5
    第1个数组元素的值是intArr[1] = 6
    第2个数组元素的值是intArr[2] = 8
    第3个数组元素的值是intArr[3] = 20
*/

      2. foreach循环

        public class FroEachTest {
    public static void main(String[] args) {
        String[] books = {"西游记", "红楼梦", "水浒传", "三国演义"};
        for (String book : books) {
            System.out.println("book = " + book);
        }
    }
}

/*
运行结果是
    book = 西游记
    book = 红楼梦
    book = 水浒传
    book = 三国演义
*/

    2. Arrays工具类（Java 8及之后版本）

      在Java8及其之后的版本中，提供了一个名为Arrays的工具类，在这个工具类中，包含了一些static修饰的方法以此可以直接对数组进行操作。

      1. 包含的方法有：

        1. int binarySearch(type[] a,type key)：使用二分法查询key元素只在a数组中出现的索引，如果不包含key数值，则返回false，如使用方法，则数组元素需按照升序排列；
        2. int binarySearch(type[] a,int fromIndex,int toIndex,type key)：搜索a数组中fromIndex 到 toIndex 索引的元素，同样要求数组元素按照升序排列；
        3. type[] copyOf(type[] original,int length)：将original数组复制组成一个新的数组，length为新数组的长度，length < original.length ? [取original数组中前length长度的元素] : [original数组所有元素+补充0(数值类型),false(布尔类型),null(引用类型)]；
        4. type[] copyOfRange(type[] original,int from,int to):只复制 original 数组从 from到to索引的元素；
        5. boolean equals(type[] a,type[] a2)：数组a，a2的长度相等及数组元素一一相同的时候，返回true；
        6. void fill(type[] a,type val):把a数组的所有元素赋值为val；
        7. void fill(type[] a,int fromIndex,int toIndex,type val)：仅仅将a数组的fromIndex到toIndex索引之间的数组元素赋值为val；
        8. void sort(type[] a)：对a数组进行排序；
        9. void sort(type[] a,int fromIndex,int toIndex)：对a数组从fromIndex到toIndex索引之间的数组元素进行排序；
        10. String toString(type[] a)：将一个数组转换成一个字符串。

      2. 示例

        import java.util.Arrays;
public class ArraysTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个a数组
        int[] a = new int[]{3, 4, 5, 6};
        // 定义一个a2数组
        int[] a2 = new int[]{3, 4, 5, 6};
        // a数组和a2数组的长度相等，每个元素依次相等，将输出true
        System.out.println("a数组和a2数组是否相等：" + Arrays.equals(a,a2));
        // 通过赋值a数组，生成一个b数组
        int[] b = Arrays.copyOf(a, 6);
        System.out.println("a数组和b数组是否相等：" + Arrays.equals(a,b));
        // 输出b数组的元素
        System.out.println("b数组的元素为" + Arrays.toString(b));
        // 将b数组的第3个元素（包括）到底5个元素（不包括）赋值为1
        Arrays.fill(b,2,4,1);
        // 输出b数组的元素
        System.out.println("b数组的元素为" + Arrays.toString(b));
        // 将b数组进行排序
        Arrays.sort(b);
        // 输出b数组的元素
        System.out.println("b数组的元素为" + Arrays.toString(b));
    }
}
/*
运行结果为：
    a数组和a2数组是否相等：true
    a数组和b数组是否相等：false
    b数组的元素为[3, 4, 5, 6, 0, 0]
    b数组的元素为[3, 4, 1, 1, 0, 0]
    b数组的元素为[0, 0, 1, 1, 3, 4]
*/

    3. 数组的排序

      1. 冒泡排序

        冒泡排序的特点是，每一轮循环后，最大的一个数被交换到末尾，因此，下一轮循环就可以“刨除”最后的数，每一轮循环都比上一轮循环的结束位置靠前一位。

        import java.util.Arrays;
public class BubbleSortTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ns = { 28, 12, 89, 73, 65, 18, 96, 50, 8, 36 };
        // 排序前:
        System.out.println(Arrays.toString(ns));
        for (int i = 0; i < ns.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < ns.length - i - 1; j++) {
                if (ns[j] > ns[j+1]) {
                    // 交换ns[j]和ns[j+1]:
                    int tmp = ns[j];
                    ns[j] = ns[j+1];
                    ns[j+1] = tmp;
                }
            }
        }
        // 排序后:
        System.out.println(Arrays.toString(ns));
    }
}

/*
运行结果是：
    [28, 12, 89, 73, 65, 18, 96, 50, 8, 36]
    [8, 12, 18, 28, 36, 50, 65, 73, 89, 96]
*/

      2. 排序

        Java 中的Arrays工具类已经提供了sort()这一排序方法

        import java.util.Arrays;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ns = { 28, 12, 89, 73, 65, 18, 96, 50, 8, 36 };
        Arrays.sort(ns);
        System.out.println(Arrays.toString(ns));
    }
}

/*
运行结果是：
    [8, 12, 18, 28, 36, 50, 65, 73, 89, 96]
*/

    4. 多维数组

      1. 二维数组

        本质上来说就是数组的数组

        1. 语法格式
          // 定义
type[][] arrName;
// 初始化
arrName = new type[length][];
        2. 示例
          public class TwoDimensionTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] a;
        a = new int[4][];
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.println(a[i]);
        }
        a[0] = new int[2];
        a[0][1] = 6;
        for (int i = 0; i < a[0].length; i++) {
            System.out.println(a[0][i]);
        }
    }
}
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