JavaSE 学习笔记 - 数组

数组 介绍

  • 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

数组声明创建

  • 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
dataType arrayRefVar[];//效果相同,但不是首选方法
  • Java语言使用new操作符来创建数组,语法如下: 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。
  • 获取数组长度:arrays.length
public static void main(String[] args) {
    int[] nums; //声明
    nums = new int[5]; //创建
    int[] nums2 = new int[10];//声明&创建
    System.out.println(nums[0]);
}

内存分析

  • 堆:
    • 存放new的对象和数组
    • 可以被所有的线程共享,不会存放别的对象引用
  • 栈:
    • 存放基本变量类型(会包含这个基本类型的具体数值)
    • 引用对象的变量(会存放这个引用在堆里面的具体地址)
  • 方法区:
    • 可以被所有的线程共享
    • 包含了所有的class和static变量

三种初始化

静态初始化

//静态初始化:创建 + 赋值
int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(),new Man()};

动态初始化

// 动态初始化:包含默认初始化
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。

数组的基本特点

  • 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。
  • 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。

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]);
}

ArrayIndexOutOfBoundsException://数组下标越界异常!

小结:

  • 数组是相同数据类型(数据类型可以为任意类型)的有序集合
  • 数组也是对象。数组元素相当于对象的成员变量
  • 数组长度的确定的,不可变的。如果越界,则报:ArrayIndexOutofBounds

数组的使用

  • 普通的 For循环/ For-Each循环
  • 数组作方法入参
  • 数组作返回值
public static void main(String[] args) {
    int[] arrays = {1,2,3,4,5};
    printArrays(arrays);
}
//打印数组元素
public static void printArrays(int[] arrays){
    //普通 for循环(遍历数组)
//     for (int i =0 ; i < arrays.length; i++) {
//         System.out.println(arrays[i]);
//      }
    //增强 for循环 : 没有下标
    for (int array : arrays) {
        System.out.println(array);
    }
}

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。
  • 二维数组 int a[][] = new int[2][5];
  • 解析:以上二维数组a可以看成一个两行五列的数组。

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可以供我们调用,但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用,从而可以对数据对象进行一些基本的操作。
  • 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进行调用,而“不用”使用对象来调用(注意:是“不用”而不是“不能")
  • 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。

稀疏数组

  • 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是:
    • 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
public static void main(String[] args) {
    //1.创建一个二维数组
    int[][] array1 = newint[11][11];
    array1[1][2] = 1;
    array1[2][3] = 2;
    //输出原始的数组
    for (int[] ints : array1) {
        for (int anInt :ints) {
            System.outprint(anInt +"\t");
        }
        System.out.printl();
    }
    //2.转换为稀疏数组保存
    //获取有效值的个数
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 11; i++){
        for (int j = 0; j < 11; j++){
            if (array1[i][j] != 0){
                sum++;
            }
        }
    }
    //创建一个稀疏数组
    int[][] array2 = new int[sum+1][3];
    array2[0][0] = 11;
    array2[0][1] = 11;
    array2[0][2] = sum;
    //遍历二维数组,将非零值,存放在稀疏数组中
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < array1.length; i++){
        for (int j = 0; j < array1[i].length; j++){
            if (array1[i][j] != 0){
                count++;
                array2[count][0] = i;
                array2[count][1] = j;
                array2[count][2] = array1[i][j];
            }
        }
    }
    //输出稀疏数组
    System.out.println("----------------------------------");
    for (int i = 0; i< array2.length; i++){
        System.out.println(array2[i][0]+"\t"+
                array2[i][1]+"\t"+
                array2[i][2]+"\t");
    }
}

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