5.1数组的概述
5.1.1数组的理解
数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
5.1.2数组相关的概念
数组名
元素
角标、下标、索引
数组的长度：元素的个数
5.1.3数组的特点
1）数组是有序排列的
2）数组属于引用数据类型的变量。数组的元素，既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型
3）创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
4）数组的长度一旦确定，就不能修改。
5.1.4数组的分类
① 按照维数：一维数组、二维数组、。。。
② 按照数组元素的类型：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组
5.2一维数组的使用
①一维数组的声明和初始化
int[] ids;//声明
//1.1 静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};
//1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
String[] names = new String[5];
//也是正确的写法：
int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断
//总结：数组一旦初始化完成，其长度就确定了。
②如何调用数组的指定位置的元素:通过角标的方式调用
//数组的角标（或索引）从0开始的，到数组的长度-1结束。
names[0] = "王铭";
③如何获取数组的长度。
//属性:length
System.out.println(names.length);//5
④ 如何遍历数组
for(int i = 0;i < names.length;i++){
System.out.println(names[i]);
}
⑤ 数组元素的默认初始化值
> 数组元素是整型：0
> 数组元素是浮点型：0.0
> 数组元素是boolean型：false
> 数组元素是引用数据类型：null
⑥ 数组的内存解析
5.3二维数组的使用
5.3.1理解
对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组array1又作为另一个一维数组array2的元素而存在。其实，从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组。
5.3.2二维数组的使用
①二维数组的声明和初始化
int[] arr = new int[]{1,2,3};//一维数组
//静态初始化
int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
//动态初始化1
String[][] arr2 = new String[3][2];
//动态初始化2
String[][] arr3 = new String[3][];
//也是正确的写法：
int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};
int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
②如何调用数组的指定位置的元素
System.out.println(arr1[0][1]);//2
System.out.println(arr2[1][1]);//null
③获取数组的长度
System.out.println(arr4.length);//3
System.out.println(arr4[0].length);//3
System.out.println(arr4[1].length);//4
④如何遍历二维数组
for(int i = 0;i < arr4.length;i++){
for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){
System.out.print(arr4[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
⑤ 数组元素的默认初始化值
针对于初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3];
外层元素的初始化值为：地址值
内层元素的初始化值为：与一维数组初始化情况相同
针对于初始化方式二：比如：int[][] arr = new int[4][];
外层元素的初始化值为：null
内层元素的初始化值为：不能调用，否则报错。
⑥ 数组的内存解析
5.4数组中涉及到的常见算法
5.4.1使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角
1. 第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素
2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1
3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素。即：
yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j];
public class YangHuiTest {
public static void main(String[] args) {
//1.声明并初始化二维数组
int[][] yangHui = new int[10][];
//2.给数组的元素赋值
for(int i = 0;i < yangHui.length;i++){
yangHui[i] = new int[i + 1];
//2.1 给首末元素赋值
yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
//2.2 给每行的非首末元素赋值
//if(i > 1){
for(int j = 1;j < yangHui[i].length - 1;j++){
yangHui[i][j] = yangHui[i-1][j-1] + yangHui[i-1][j];
}
//}
}
//3.遍历二维数组
for(int i = 0;i < yangHui.length;i++){
for(int j = 0;j < yangHui[i].length;j++){
System.out.print(yangHui[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
5.4.2求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等
int[] arr = new int[10];
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
arr[i] = (int)(Math.random() * (99 - 10 + 1) + 10);
}
//遍历
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println();
//求数组元素的最大值
int maxValue = arr[0];
for(int i = 1;i < arr.length;i++){
if(maxValue < arr[i]){
maxValue = arr[i];
}
}
System.out.println("最大值为：" + maxValue);
//求数组元素的最小值
int minValue = arr[0];
for(int i = 1;i < arr.length;i++){
if(minValue > arr[i]){
minValue = arr[i];
}
}
System.out.println("最小值为：" + minValue);
//求数组元素的总和
int sum = 0;
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
sum += arr[i];
}
System.out.println("总和为：" + sum);
//求数组元素的平均数
int avgValue = sum / arr.length;
System.out.println("平均数为：" + avgValue);
}
5.4.3数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)
String[] arr = new String[]{"JJ","DD","MM","BB","GG","AA"};
//数组的复制(区别于数组变量的赋值：arr1 = arr)
String[] arr1 = new String[arr.length];
for(int i = 0;i < arr1.length;i++){
arr1[i] = arr[i];
}
//数组的反转
for(int i = 0;i < arr.length / 2;i++){
String temp = arr[i];
arr[i] = arr[arr.length - i -1];
arr[arr.length - i -1] = temp;
}
//遍历
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println();
//查找（或搜索）
//线性查找：
String dest = "BB";
dest = "CC";
boolean isFlag = true;
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
if(dest.equals(arr[i])){
System.out.println("找到了指定的元素，位置为：" + i);
isFlag = false;
break;
}
}
if(isFlag){
System.out.println("很遗憾，没有找到的啦！");
}
//二分法查找：(熟悉)
//前提：所要查找的数组必须有序。
int[] arr2 = new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int dest1 = -34;
dest1 = 35;
int head = 0;//初始的首索引
int end = arr2.length - 1;//初始的末索引
boolean isFlag1 = true;
while(head <= end){
int middle = (head + end)/2;
if(dest1 == arr2[middle]){
System.out.println("找到了指定的元素，位置为：" + middle);
isFlag1 = false;
break;
}else if(arr2[middle] > dest1){
end = middle - 1;
}else{//arr2[middle] < dest1
head = middle + 1;
}
}
if(isFlag1){
System.out.println("很遗憾，没有找到的啦！");
}
}
5.4.4冒泡排序
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{43,32,76,-98,0,64,33,-21,32,99};
//冒泡排序
for(int i = 0;i < arr.length - 1;i++){
for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j++){
if(arr[j] > arr[j + 1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
}
5.4.5快速排序
通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分关键字小，
则分别对这两部分继续进行排序，直到整个序列有序。
private static void swap(int[] data, int i, int j) {
int temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;
}
private static void subSort(int[] data, int start, int end) {
if (start < end) {
int base = data[start];
int low = start;
int high = end + 1;
while (true) {
while (low < end && data[++low] - base <= 0)
;
while (high > start && data[--high] - base >= 0)
;
if (low < high) {
swap(data, low, high);
} else {
break;
}
}
swap(data, start, high);
subSort(data, start, high - 1);//递归调用
subSort(data, high + 1, end);
}
}
public static void quickSort(int[] data){
subSort(data,0,data.length-1);
}
public static void main(String[] args) {
int[] data = { 9, -16, 30, 23, -30, -49, 25, 21, 30 };
System.out.println("排序之前：\n" + java.util.Arrays.toString(data));
quickSort(data);
System.out.println("排序之后：\n" + java.util.Arrays.toString(data));
}
5.4.6Arrays工具类
public static void main(String[] args) {
//1.boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等。
int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4};
int[] arr2 = new int[]{1,3,2,4};
boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
System.out.println(isEquals);
//2.String toString(int[] a):输出数组信息。
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
//3.void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组之中。
Arrays.fill(arr1,10);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
//4.void sort(int[] a):对数组进行排序。
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
//5.int binarySearch(int[] a,int key)
int[] arr3 = new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
if(index >= 0){
System.out.println(index);
}else{
System.out.println("未找到");
}
}
5.4.7数组中的常见异常
//1. 数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
System.out.println(arr[-2]);
//2.2. 空指针异常：NullPointerException
//情况一：
int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
arr1 = null;
System.out.println(arr1[0]);
//情况二：
int[][] arr2 = new int[4][];
System.out.println(arr2[0][0]);
//情况三：
String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"};
arr3[0] = null;
System.out.println(arr3[0].toString());
