05数组.docx
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05数组
1.纲要
a）数组概要
b）一维数组的声明和使用
c）二维数据的声明和使用
d）数组的排序
e）数组的查找
f）Arrays工具类
2.内容
2.1、数组概要
数组是一种引用数据类型，在内存中存储示意图如下：
1.数组是一组数据的集合
2.数组作为一种引用类型
3.数组元素的类型可以是基本类型，也可以是引用类型，但同一个数组只能是同一种类型
4.数组作为对象，数组中的元素作为对象的属性，除此之外数组还包括一个成员属性length，length表示数组的长度
5.数组的长度在数组对象创建后就确定了，就无法再修改了
6.数组元素是有下标的，下标从0开始，也就是第一个元素的下标为0，依次类推最后一个元素的下标为n-1，我们可以通过数组的下标来访问数组的元素
2.2、一维数组的声明和使用
2.2.1、数组的声明
一维数组的声明格式有以下两种：
1.数组元素的类型[]变量名称
2.数组元素的类型变量名称[]
数组元素的类型，可以是java中的任意类型，变量名称可以是任意合法的标识符，上面两种格式较常用的是第一种，例如：
int[]a;
Student[]stu
在一行中也可以声明多个数组，例如：
int[]a,b,c
2.2.2、数组的创建
数组有两种创建方式
●第一种，使用new操作符来创建数组，格式为：
new数组元素的数据类型[数组元素的个数]
1.基本类型的数组
publicclassArrayTest01{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//声明int类型的数组，长度为5
//数组中的元素必须为int类型
int[]data=newint[5];
//对数组中的元素进行赋值，如果不赋值默认为该类型的默认值，以上数组默认为0
//如何赋值？
变量名[下标],下标从0开始
data[0]=1;
data[1]=2;
data[2]=3;
data[3]=4;
data[4]=5;
//输出数组中的元素，变量名[下标]
System.out.println（data[0]）;
System.out.println（data[1]）;
System.out.println（data[2]）;
System.out.println（data[3]）;
System.out.println（data[4]）;
System.out.println（"-----------------------"）;
//采用length属性可以取得数组的长度
for（inti=0;iSystem.out.println（data[i]）;
}
//输出指定的数组元素
System.out.println（"data[3]="+data[3]）;
//会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常
//数组下标越界
System.out.println（"data[10]="+data[10]）;
//不能成功赋值，数组中的类型必须是一种类型
//data[0]="iiii";
}
}
内存结构
int[]data=newint[5];
data[0]=1;
data[1]=2;
data[2]=3;
data[3]=4;
data[4]=5;
必须清楚数组为引用类型，它在堆中分配
2.引用类型的数组
【示例代码】
publicclassArrayTest02{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//声明引用类型的数组
Student[]student=newStudent[2];
//出现空指针
//因为引用类型的数组，它采用null作为默认的初始化值
student[0].id=1001;
student[0].name="张三";
student[1].id=1002;
student[1].name="李四";
}
}
classStudent{
intid;
Stringname;
}
修正空指针
publicclassArrayTest03{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//声明引用类型的数组
Student[]student=newStudent[2];
//初始数组元素为Student对象
/*
student[0]=newStudent（）;
student[0].id=1001;
student[0].name="张三";
student[1]=newStudent（）;
student[1].id=1002;
student[1].name="李四";
*/
//可以采用如下方式赋值
Studentzhangsan=newStudent（）;
zhangsan.id=1001;
zhangsan.name="张三";
student[0]=zhangsan;
Studentlisi=newStudent（）;
lisi.id=1002;
lisi.name="李四";
student[1]=lisi;
for（inti=0;iSystem.out.println（"id="+student[i].id+",name="+student[i].name）;
}
}
}
classStudent{
intid;
Stringname;
}
Student[]student=newStudent[2];
Studentzhangsan=newStudent（）;
zhangsan.id=1001;
zhangsan.name="张三";
student[0]=zhangsan;
Studentlisi=newStudent（）;
lisi.id=1002;
lisi.name="李四";
student[1]=lisi;
●第二种，使用数组的初始化语句，格式为：
数组元素的类型[]变量名称={数组元素1，数组元素2,......数组元素n}或数组元素的类型变量名称[]={数组元素1，数组元素2,......数组元素n}
publicclassArrayTest04{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//静态初始化
int[]data={1,2,3,4,5};
for（inti=0;iSystem.out.println（data[i]）;
}
Studentzhangsan=newStudent（）;
zhangsan.id=1001;
zhangsan.name="张三";
Studentlisi=newStudent（）;
lisi.id=1002;
lisi.name="李四";
//静态初始化
Student[]students={zhangsan,lisi};
for（inti=0;iSystem.out.println（"id="+students[i].id+",name="+students[i].name）;
}
}
}
classStudent{
intid;
Stringname;
}
2.3、二维数组的声明和使用
1
2
3
4
5
6
二维数组属于多维数组，那么什么是多维数组呢，当数组元素的类型是数组时就成了多维数组，二维数组的声明格式如下：
1.数组元素的数据类型[][]变量名；
2.数组元素的数据类型变量名[][]；
其中方括号的个数就是数组的维数，声明二维数组如下：
int[][]data;
在这里介绍三种二维数组的创建方式
1.采用new关键字直接创建
publicclassArrayTest05{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//声明二维数组
int[][]data=newint[2][3];
//对二维数组赋值
data[0][0]=1;
data[0][1]=2;
data[0][2]=3;
data[1][0]=4;
data[1][1]=5;
data[1][2]=6;
//输出二维数组
for（inti=0;ifor（intj=0;jSystem.out.println（data[i][j]）;
}
}
}
}
int[][]data=newint[2][3];
//对二维数组赋值
data[0][0]=1;
data[0][1]=2;
data[0][2]=3;
data[1][0]=4;
data[1][1]=5;
data[1][2]=6;
2.从高维开始逐维创建
publicclassArrayTest06{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//从高维开始逐维创建
int[][]data=newint[2][];
data[0]=newint[2];
data[1]=newint[4];
data[0][0]=1;
data[0][1]=2;
data[1][0]=1;
data[1][1]=2;
data[1][2]=3;
data[1][3]=4;
//输出二维数组
for（inti=0;ifor（intj=0;jSystem.out.println（data[i][j]）;
}
}
}
}
3.采用初始化语句块创建数组对象
publicclassArrayTest07{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//静态初始化
int[][]data={{1,2},{1,2,3,4}};
for（inti=0;ifor（intj=0;jSystem.out.println（data[i][j]）;
}
}
}
}
2.4、数组的排序
2.4.1、冒泡排序
假设有5个数字3，1，6，2，5在一个int数组中，要求按从小到大排序输出
如何采用冒泡排序算法呢？
冒泡排序的算法是这样的，首先从数组的最左边开始，取出第0号位置（左边）的数据和第1号位置（右边）的数据，如果左边的数据大于右边的数据，则进行交换，否而不进行交换。
接下来右移一个位置，取出第1个位置的数据和第2个位置的数据，进行比较，如果左边的数据大于右边的数据，则进行交换，否而不进行交换。
沿着这个算法一直排序下去，最大的数就会冒出水面，这就是冒泡排序。
以上示例排序过程如下：
第一遍排序
3
1
6
2
5
1
3
6
2
5
1
3
6
2
5
1
3
2
6
5
1
3
2
5
6
从上面我们看到了比较了N-1次，那么第二遍就为N-2次比较了，如此类推，比较次数的公式如下：
（N-1）+（N-2）+...+1=（（N-1）*N）/2
所以以上总共比较次数为（（5-1）*5）/2=10
以上就是冒泡排序算法
publicclassArraySortTest01{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]data={3,1,6,2,5};
for（inti=data.length-1;i>0;i--）{
for（intj=0;jif（data[j]>data[j+1]）{
inttemp=data[j];
data[j]=data[j+1];
data[j+1]=temp;
}
}
}
for（inti=0;iSystem.out.println（data[i]）;
}
}
}
2.4.2、选择排序
选择排序对冒泡排序进行了改进，使交换次数减少，但比较次数仍然没有减少。
假设有5个数字3，1，6，2，5在一个int数组中，要求按从小到大排序输出
采用选择排序，选择排序是这样的，先从左端开始，找到下标为0的元素，然后和后面的元素依次比较，如果找到了比下标0小的元素，那么再使用此元素，再接着依次比较，直到比较完成所有的元素，最后把最小的和第0个位置交换。
以上示例排序过程如下：
第一遍排序
3
1
6
2
5
3
1
6
2
5
3
1
6
2
5
3
1
6
2
5
1
3
6
2
5
第二遍排序将从下标为1的元素开始，以此类推，经过N（N-1）/2次比较，经过N次数据交互就完成了所有元素的排序。
【示例代码】
publicclassArraySortTest02{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]data={3,1,6,2,5};
for（inti=0;iintmin=i;
for（intj=i+1;jif（data[j]min=j;
}
}
//进行位置的交换
if（min!
=i）{
inttemp=data[i];
data[i]=data[min];
data[min]=temp;
}
}
for（inti=0;iSystem.out.println（data[i]）;
}
}
}
2.5、数组的搜索
2.5.1、二分法（折半法）查找
查找数组中的元素我们可以遍历数组中的所有元素，这种方式称为线性查找。
线性查找适合与小型数组，大型数组效率太低。
如果一个数组已经排好序，那么我们可以采用效率比较高的二分查找或叫折半查找算法。
见示例
数值
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
下标
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
假设，我们准备采用二分法取得18在数组中的位置
●第一步，首先取得数组0~9的中间元素
中间元素的位置为：
（开始下标0+结束下标9）/2=下标4
通过下标4取得对应的值15
18大于15，那么我们在后半部分查找
●第二步，取数组4~9的中间元素
4~9的中间元素=（下标4+1+下标9）/2=下标7
下标7的值为18，查找完毕，将下标7返回即可
以上就是二分或折半查找法，此种方法必须保证数组事先是排好序的，这一点一定要注意
【示例代码】
publicclassBinarySearchTest01{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]data={11,12,13,14,15,16,17,18,19,20};
intindex=binarySearch（data,18）;
System.out.println（index）;
}
//采用折半法查询，必须建立在排序的基础上
privatestaticintbinarySearch（int[]data,intvalue）{
//开始下标
intbeginPos=0;
//结束下标
intendPos=data.length-1;
while（beginPos<=endPos）{
intmidPos=（beginPos+endPos）/2;
if（value==data[midPos]）{
returnmidPos;
}elseif（value>data[midPos]）{
beginPos=midPos+1;
}elseif（valueendPos=midPos-1;
}
}
return-1;
}
}
2.6、Arrays工具类
了解sort、fill和binarySearch
2.6.1、Arrays.sort的使用
importjava.util.Arrays;
publicclassArraysUtilTest01{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]data={3,1,6,2,5};
Arrays.sort（data）;
for（inti=0;iSystem.out.println（data[i]）;
}
System.out.println（"----------------"）;
for（inti=data.length-1;i>=0;i--）{
System.out.println（data[i]）;
}
}
}
2.6.2、Arrays.binarySearch的使用
importjava.util.Arrays;
publicclassArraysUtilTest02{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]data={3,1,6,2,5};
Arrays.sort（data）;
for（inti=0;iSystem.out.println（data[i]）;
}
System.out.println（""）;
intindex=Arrays.binarySearch（data,3）;
System.out.println（"index="+index）;
}
}
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