JavaSE数组

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,每一个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. 

数组的四个基本特点

1. 其长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的。
2. 其元素必须是相同类型,不允许出现混合类型。
3. 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。
4. 数组变量属引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中的。

声明数组

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar; // 首选的方法 或dataType arrayRefVar[]; // 效果相同，但不是首选方法 

创建数组

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize]; 

上面的语法语句做了两件事：

1. 使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
2. 把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。 

数组变量的声明，和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1。

获取数组长度：

arrays.length 

 创建一个数组，并赋值，进行访问

public static void main(String[] args) { //1.声明一个数组 int[] myList = null; //2.创建一个数组 myList = new int[10]; //3.像数组中存值 myList[0] = 1; myList[1] = 2; myList[2] = 3; myList[3] = 4; myList[4] = 5; myList[5] = 6; myList[6] = 7; myList[7] = 8; myList[8] = 9; myList[9] = 10; // 计算所有元素的总和 double total = 0; for (int i = 0; i < myList.length; i++) { total += myList[i]; }System.out.println("总和为： " + total); } 

内存分析

1. 声明的时候并没有实例化任何对象，只有在实例化数组对象时，JVM才分配空间，这时才与长度有关。因此，声明数组时不能指定其长度(数组中元素的个数)，例如： int a[5]; //非法
2. 声明一个数组的时候并没有数组被真正的创建。
3. 构造一个数组，必须指定长度。

静态初始化

除了用new关键字来产生数组以外,还可以直接在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。

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

动态初始化

数组定义、为数组元素分配空间、赋值的操作、分开进行。

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

数组的默认初始化

数组是引用类型，它的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。 

public static void main(String[] args) { int[] a=new int[2]; boolean[] b = new boolean[2]; String[] s = new String[2]; System.out.println(a[0]+":"+a[1]); //0,0 System.out.println(b[0]+":"+b[1]); //false,false System.out.println(s[0]+":"+s[1]); //null, null } 

数组边界

下标的合法区间：[0, length-1]，如果越界就会报错；

public static void main(String[] args) { int[] a=new int[2]; System.out.println(a[2]); } 

 报错信息

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2 at com.kuang.chapter3.Demo03.main(Demo03.java:6) 

ArrayIndexOutOfBoundsException : 数组下标越界异常

数组使用

数组的元素类型和数组的大小都是确定的，所以当处理数组元素时候，我们通常使用基本循环或者 for-each 循环。 

public class TestArray { public static void main(String[] args) { double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5}; // 打印所有数组元素 for (int i = 0; i < myList.length; i++) { System.out.println(myList[i] + " "); }// 计算所有元素的总和 double total = 0; for (int i = 0; i < myList.length; i++) { total += myList[i]; }System.out.println("Total is " + total); // 查找最大元素 double max = myList[0]; for (int i = 1; i < myList.length; i++) { if (myList[i] > max) { max = myList[i]; } }System.out.println("Max is " + max); } }

for-each 循环 

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 For-Each 循环或者加强型循环，它能在不使用下标的情况下遍历数组。

语法格式如下：

for(type element: array){ System.out.println(element); } 

public static void main(String[] args) { double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5}; // 打印所有数组元素 for (double element: myList) { System.out.println(element); } } 

数组作方法入参

数组可以作为参数传递给方法。

public static void printArray(int[] array) { for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.print(array[i] + " "); } } 

数组作返回值

public static int[] reverse(int[] list) { int[] result = new int[list.length]; for (int i = 0, j = result.length - 1; i < list.length; i++, j--) { result[j] = list[i]; }return result; } 

多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组。 

多维数组的动态初始化（以二维数组为例）

直接为每一维分配空间，格式如下：

type[][] typeName = new type[typeLength1][typeLength2]; 

 type 可以为基本数据类型和复合数据类型，arraylenght1 和 arraylenght2 必须为正整数，

arraylenght1 为行数，arraylenght2 为列数。

int a[][] = new int[2][5]; 

多维数组的引用（以二维数组为例）

对二维数组中的每个元素，引用方式为 arrayName[index1] [index2]，例如：num[1] [0];

获取数组长度：

a.length获取的二维数组第一维数组的长度，a[0].length才是获取第二维第一个数组长度。

Arrays 类

数组的工具类java.util.Arrays

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进行调用,而"不用"使用对象来调用(注意:是"不用" 而不是 "不能")

java.util.Arrays 类能方便地操作数组. 使用之前需要导包！

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,按升序。
• 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
• 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.

打印数组

public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2}; System.out.println(a); //[I@1b6d3586 System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2] } 

数组排序

public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2,323,23,543,12,59}; System.out.println(Arrays.toString(a)); Arrays.sort(a); System.out.println(Arrays.toString(a)); } 

二分法查找

在数组中查找指定元素并返回其下标

注意：使用二分搜索法来搜索指定的数组，以获得指定的值。必须在进行此调用之前对数组进行排序(通过sort方法等)。如果没有对数组进行排序，则结果是不确定的。

如果数组包含多个带有指定值的元素，则无法保证找到的是哪一个.

public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2,323,23,543,12,59}; Arrays.sort(a); //使用二分法查找，必须先对数组进行排序 System.out.println("该元素的索引："+Arrays.binarySearch(a, 12)); } 

元素填充

public static void main(String[] args) { int[] a = {1,2,323,23,543,12,59}; Arrays.sort(a); //使用二分法查找，必须先对数组进行排序 Arrays.fill(a, 2, 4, 100); //将2到4索引的元素替换为100 System.out.println(Arrays.toString(a)); } 

 数组转换为List集合 

int[] a = {3,5,1,9,7}; List<int[]> list = Arrays.asList(a); 

冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从A到Z）错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。

冒泡排序算法的原理如下：

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2. 对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素该会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。 

5.  class Bubble { public int[] sort(int[] array) { int temp = 0; // 外层循环，它决定一共走几趟 //-1为了防止溢出 for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) { int flag = 0; //通过符号位可以减少无谓的比较，如果已经有序了，就退出循环 //内层循环，它决定每趟走一次 for (int j = 0; j < array.length - i - 1; j++) { //如果后一个大于前一个,则换位 if (array[j + 1] > array[j]) { temp = array[j]; array[j] = array[j + 1]; array[j + 1] = temp; flag = 1; } }if (flag == 0) { break; } }return array; }public static void main(String[] args) { Bubble bubble = new Bubble(); int[] array = {2, 5, 1, 6, 4, 9, 8, 5, 3, 1, 2, 0}; int[] sort = bubble.sort(array); for (int num : sort) { System.out.print(num + "\t"); } } } 
    
   

选择排序

选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小大）元素，然后放到排序序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法。 

class SelectSort{ public int[] sort(int arr[]) { int temp = 0; for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {// 认为目前的数就是最小的, 记 录最小数的下标 int minIndex = i; for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) { if (arr[minIndex] > arr[j]) {// 修改最小值的下标 minIndex = j; } }// 当退出for就找到这次的最小值,就需要交换位置了 if (i != minIndex) {//交换当前值和找到的最小值的位置 temp = arr[i]; arr[i] = arr[minIndex]; arr[minIndex] = temp; } }return arr; }public static void main(String[] args) { SelectSort selectSort = new SelectSort(); int[] array = {2, 5, 1, 6, 4, 9, 8, 5, 3, 1, 2, 0}; int[] sort = selectSort.sort(array); for (int num : sort) { System.out.print(num + "\t"); } } }