Java的数组 排序 查找
数组介绍
数组可以存放多个同一类型的数据。数组也是一种数据类型，是引用类型。即：数(数据)组(一组)就是一组数据。
数组的使用
- 使用方式1：动态初始化
数组的定义
数据类型数组名[]=new 数据类型[大小];
int a[]=new int[5];//创建了一个数组，名字a,存放5个int
说明:这是定义数组的一种方法。
数组的引用(使用/访问/获取数组元素):
数组名[下标/索引/index]
比如:你要使用a数组的第3个数a[2],数组的下标从0开始。
-
使用方式2: 动态初始化
语法:
数据类型 数组名[]; 也可以 数据类型[] 数组名;
int a[]; 或者 int[] a; 创建数组
语法:
数组名=new 数据类型[大小];
a=new int[10]; -
使用方式3: 静态初始化
初始化数组
语法:
数据类型数组名[]={元素值,元素值...}
int a[]={2,5,6,7,8,89,90,34,56},如果知道数组有多少元素，具体值上面的用法相当于:int a[]=new int[9]; a[0]=2;a[1]=5;a[2]=6;a[3]=7;a[4]=8;a[5]=89;a[6]=90;a[7]=34;a[8]=56;
数组使用注意事项和细节
- 数组是多个相同类型数据的组合，实现对这些数据的统一管理
- 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，但是不能混用。
- 数组创建后，如果没有赋值，有默认值int 0，short 0, byte 0, long 0, float 0.0,double 0.0，char \u0000，boolean false，String null
- 使用数组的步骤 1 声明数组并开辟空间 2 给数组各个元素赋值 3 使用数组
- 数组的下标是从 0 开始的。
- 数组下标必须在指定范围内使用，否则报：下标越界异常，比如int [] arr=new int[5]; 则有效下标为 0-4
- 数组属引用类型，数组型数据是对象(object)
创建一个char类型的26个元素的数组，分别 放置'A'-'Z'。 使用for循环访问所有元素并打印出来。 提示：char类型数据运算 'A'+1 -> 'B'
public class ArrayExercise01 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建一个char类型的26个元素的数组，分别 放置'A'-'Z'。
使用for循环访问所有元素并打印出来。
提示：char类型数据运算 'A'+1 -> 'B'
思路分析
1. 定义一个 数组 char[] chars = new char[26]
2. 因为 'A' + 1 = 'B' 类推，所以老师使用for来赋值
3. 使用for循环访问所有元素
*/
char chars[] = new char[26];
for (int i = 0; i < chars.length; i++){
chars[i] = (char)('A' + i);
}
//循环输出
System.out.println("===chars数组===");
for( int i = 0; i < chars.length; i++) {//循环26次
System.out.print(chars[i] + " ");
}
}
}
请求出一个数组int[]的最大值 {4,-1,9, 10,23}，并得到对应的下标
public class ArrayExercise02 {
public static void main(String[] args) {
//请求出一个数组int[]的最大值 {4,-1,9, 10,23}，并得到对应的下标
//1. 定义一个int数组 int[] arr = {4,-1,9, 10,23};
//2. 假定 max = arr[0] 是最大值 , maxIndex=0;
//3. 从下标 1 开始遍历arr， 如果max < 当前元素，说明max 不是真正的最大值, 我们就 max=当前元素; maxIndex=当前元素下标
//4. 当我们遍历这个数组arr后 , max就是真正的最大值，maxIndex是对应的下标
int[] arr = {4,-1,9,10,23};
int max = arr[0];
int maxIndex = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++){
if (arr[i] > max){
max = arr[i];
maxIndex = i;
}
}
System.out.println("max=" + max + " maxIndex=" + maxIndex);
}
}
数组赋值机制
- 基本数据类型赋值，这个值就是具体的数据，而且相互不影响。int n1 = 2; int n2 = n1;
- 数组在默认情况下是引用传递，赋的值是地址。
int[] arr1 = {1,2,3};
int[] arr2 = arr1;
public class ArrayAssign {
public static void main(String[] args) {
//基本数据类型赋值, 赋值方式为值拷贝
//n2的变化，不会影响到n1的值
int n1 = 10;
int n2 = n1;
n2 = 80;
System.out.println("n1=" + n1);//10
System.out.println("n2=" + n2);//80
//数组在默认情况下是引用传递，赋的值是地址，赋值方式为引用赋值
//是一个地址 , arr2变化会影响到 arr1
int[] arr1 = {1, 2, 3};
int[] arr2 = arr1;//把 arr1赋给 arr2
arr2[0] = 10;
//看看arr1的值
System.out.println("====arr1的元素====");
for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
System.out.println(arr1[i]);//10, 2, 3
}
System.out.println("====arr2的元素====");
for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
System.out.println(arr2[i]);//10, 2, 3
}
}
}
数组拷贝
实现数组拷贝(内容复制)
将 int[] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2 数组, 要求数据空间是独立的。
public class ArrayCopy {
public static void main(String[] args) {
//将 int[] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2数组,要求数据空间是独立的.
int[] arr1 = {10,20,30};
//创建一个新的数组arr2,开辟新的数据空间
//大小 arr1.length;
int[] arr2 = new int[arr1.length];
//遍历 arr1 ，把每个元素拷贝到arr2对应的元素位置
for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
arr2[i] = arr1[i];
}
//修改 arr2，不会对arr1有影响
arr2[0] = 100;
//输出arr1
System.out.println("====arr1的元素====");
for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
System.out.println(arr1[i]);//10,20,30
}
System.out.println("====arr2的元素====");
for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
System.out.println(arr2[i]);//
}
}
}
数组反转
要求：把数组的元素内容反转。
arr {11,22,33,44,55,66} -> {66, 55,44,33,22,11}
方式 1：通过找规律反转
public class ArrayReverse {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
//规律
//1. 把 arr[0] 和 arr[5] 进行交换 {66,22,33,44,55,11}
//2. 把 arr[1] 和 arr[4] 进行交换 {66,55,33,44,22,11}
//3. 把 arr[2] 和 arr[3] 进行交换 {66,55,44,33,22,11}
//4. 一共要交换 3 次 = arr.length / 2
//5. 每次交换时，对应的下标 是 arr[i] 和 arr[arr.length - 1 -i]
int temp = 0;
int len = arr.length; //计算数组的长度
for( int i = 0; i < len / 2; i++) {
temp = arr[len - 1 - i];//保存
arr[len - 1 - i] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
System.out.println("===翻转后数组===");
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");//66,55,44,33,22,11
}
}
}
方式 2：使用逆序赋值方式
public class ArrayReverse02 {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
//使用逆序赋值方式
//1. 先创建一个新的数组 arr2 ,大小 arr.length
//2. 逆序遍历 arr ,将 每个元素拷贝到 arr2的元素中(顺序拷贝)
//3. 建议增加一个循环变量 j : 0 -> 5
int[] arr2 = new int[arr.length];
//逆序遍历 arr
for(int i = arr.length - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
arr2[j] = arr[i];
}
//4. 当for循环结束，arr2就是一个逆序的数组 {66,55,44,33,22,11}
//5. 让arr指向arr2数据空间, 此时 arr原来的数据空间就没有变量引用会被当做垃圾，销毁
arr = arr2;
System.out.println("====arr的元素情况=====");
//6. 输出 arr 看看
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
}
}
数组添加/扩容
要求：实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容。
- 原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
- 增加的元素 4，直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
- 用户可以通过如下方法来决定是否继续添加，添加成功，是否继续？y/n
import java.util.Scanner;
public class ArrayAdd02 {
public static void main(String[] args) {
/*
要求：实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容
1.原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
2.增加的元素4，直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
3.用户可以通过如下方法来决定是否继续添加，添加成功，是否继续？y/n
思路分析
1. 定义初始数组 int[] arr = {1,2,3}//下标0-2
2. 定义一个新的数组 int[] arrNew = new int[arr.length+1];
3. 遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
4. 将 4 赋给 arrNew[arrNew.length - 1] = 4;把4赋给arrNew最后一个元素
5. 让 arr 指向 arrNew ; arr = arrNew; 那么 原来arr数组就被销毁
6. 创建一个 Scanner可以接受用户输入
7. 因为用户什么时候退出，不确定，老师使用 do-while + break来控制
*/
Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
//初始化数组
int[] arr = {1,2,3};
do {
int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
//遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
arrNew[i] = arr[i];
}
System.out.println("请输入你要添加的元素");
int addNum = myScanner.nextInt();
//把addNum赋给arrNew最后一个元素
arrNew[arrNew.length - 1] = addNum;
//让 arr 指向 arrNew,
arr = arrNew;
//输出arr 看看效果
System.out.println("====arr扩容后元素情况====");
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
//问用户是否继续
System.out.println("是否继续添加 y/n");
char key = myScanner.next().charAt(0);
if( key == 'n') { //如果输入n ,就结束
break;
}
}while(true);
System.out.println("你退出了添加...");
}
}
有一个数组 {1， 2， 3， 4， 5}， 可以将该数组进行缩减，提示用户是否继续缩减，每次缩减最后那个元素。当只剩下最后一个元素，提示，不能再缩减。
import java.util.Scanner;
public class ArrayReduce {
public static void main(String[] args) {
/*有一个数组 {1， 2， 3， 4， 5}， 可以将该数组进行缩减，
提示用户是否继续缩减，每次缩减最后那个元素。当只剩下最后一个元素，
提示，不能再缩减。*/
//初始化数组
int[] arr = {1,2,3,4,5};
Scanner myscanner = new Scanner(System.in);
do {
int[] arrNew = new int[arr.length - 1];
//遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
arrNew[i] = arr[i];
}
arr = arrNew;
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
if(arr.length == 1) {
System.out.println("已经是最后一位，无法继续缩减");
break;
}
System.out.println("是否继续缩减 y/n");
char key = myscanner.next().charAt(0);
if ( key == 'n'){
break;
}
}while (true);
System.out.println("退出了缩减。。");
}
}
排序
排序的介绍
排序是将多个数据，依指定的顺序进行排列的过程。
内部排序:
指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器中进行排序
包括(交换式排序法、选择式排序法和插入式排序法)；
外部排序法：
数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储进行排序。
包括(合并排序法和直接合并排序法)。
冒泡排序法
冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从后向前（从下标较大的元素开始），依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就象水底下的气泡一样逐渐向上冒。
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
/*
数组 [24,69,80,57,13]
第1轮排序: 目标把最大数放在最后
第1次比较[24,69,80,57,13]
第2次比较[24,69,80,57,13]
第3次比较[24,69,57,80,13]
第4次比较[24,69,57,13,80]
*/
int[] arr = {24, 69, 80, 57, 13};
int temp = 0;
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]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
System.out.println("\n==第" + (i + 1) + "轮==");
for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
System.out.print(arr[j] + "\t");
}
}
}
}
查找
查找介绍：
在 java 中，我们常用的查找有两种:
- 顺序查找
- 二分查找
例：有一个数列：白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王猜数游戏：从键盘中任意输入一个名称，判断数列中是否 包含此名称【顺序查找】 要求: 如果找到了，就提示找到，并给出下标值。
import java.util.Scanner;
public class SeqSearch {
public static void main(String[] args) {
/*
有一个数列：白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王猜数游戏：
从键盘中任意输入一个名称，判断数列中是否包含此名称【顺序查找】
要求: 如果找到了，就提示找到，并给出下标值
思路分析
1. 定义一个字符串数组
2. 接收用户输入, 遍历数组，逐一比较，如果有，则提示信息，并退出
*/
//定义一个字符串数组
String[] names = {"白眉鹰王", "金毛狮王", "紫衫龙王", "青翼蝠王"};
Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个名字：");
String findName = myScanner.next();
//遍历数组，逐一比较，如果有，则提示信息，并退出
int index = -1;
for (int i = 0; i <= names.length; i++){
if(findName.equals(names[i])) {
System.out.println("恭喜你找到 " + findName);
System.out.println("下标为= " + i);
//把i 保存到 index
index = i;
break;//退出
}
}
if(index == -1) { //没有找到
System.out.println("sorry ,没有找到 " + findName);
}
}
}
多维数组---二维数组
使用方式1: 动态初始化
- 语法: 类型[][] 数组名=new 类型[大小][大小]
比如: int a[][]=new int[2][3] - 使用演示
- 二维数组在内存的存在形式
int arr[][] = new int[2][3];
使用方式2: 动态初始化
先声明：类型 数组名[][];
再定义(开辟空间): 数组名 = new 类型[大小][大小]
赋值(有默认值，比如 int 类型的就是 0)
int arr[][]; //声明二维数组
arr = new int[2][3];//再开空间
使用方式3: 动态初始化-列数不确定
public class TwoDimensionalArray03 {
public static void main(String[] args) {
/*
看一个需求：动态创建下面二维数组，并输出
i = 0: 1
i = 1: 2 2
i = 2: 3 3 3
一共有三个一维数组, 每个一维数组的元素是不一样的
*/
//创建 二维数组，一个有3个一维数组，但是每个一维数组还没有开数据空间
int[][] arr = new int[3][];
for (int i = 0; i < arr.length; i++){
//给每个一维数组开空间 new
//如果没有给一维数组 new ,那么 arr[i]就是null
arr[i] = new int[i + 1];
//遍历一维数组，并给一维数组的每个元素赋值
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
arr[i][j] = i + 1;//赋值
}
}
System.out.println("=====arr元素=====");
//遍历arr输出
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
//输出arr的每个一维数组
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
System.out.print(arr[i][j] + " ");
}
System.out.println();//换行
}
}
}
使用方式 4: 静态初始化
定义 类型 数组名[][] = {{值 1,值 2..},{值 1,值 2..},{值 1,值 2..}}
使用即可 [ 固定方式访问 ]
比如:int[][] arr = {{1,1,1}, {8,8,9}, {100}};
解读
- 定义了一个二维数组 arr
- arr 有三个元素(每个元素都是一维数组)
- 第一个一维数组有 3 个元素 , 第二个一维数组有 3 个元素, 第三个一维数组有 1 个元素
例题: 使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角
public class YangHui {
//编写一个main方法
public static void main(String[] args) {
/*
使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
规律
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的值. arr[i][j]
arr[i][j] = arr[i-1][j] + arr[i-1][j-1]; //必须找到这个规律
*/
int[][] yangHui = new int[10][];
for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {//遍历yangHui的每个元素
//给每个一维数组(行) 开空间
yangHui[i] = new int[i+1];
//给每个一维数组(行) 赋值
for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++){
//每一行的第一个元素和最后一个元素都是1
if(j == 0 || j == yangHui[i].length - 1) {
yangHui[i][j] = 1;
} else {//中间的元素
yangHui[i][j] = yangHui[i-1][j] + yangHui[i-1][j-1];
}
}
}
//输出杨辉三角
for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {//遍历输出该行
System.out.print(yangHui[i][j] + "\t");
}
System.out.println();//换行.
}
}
}
二维数组使用细节和注意事项
- 一维数组的声明方式有:
int[] x 或者 int x[] - 二维数组的声明方式有:
int[][] y 或者 int[] y[] 或者 int y[][] - 二维数组实际上是由多个一维数组组成的，它的各个一维数组的长度可以相同，也可以不相同。比如： map[][] 是
一个二维数组
int map [][] = {{1,2},{3,4,5}}
由 map[0] 是一个含有两个元素的一维数组 ，map[1] 是一个含有三个元素的一维数组构成，我们也称为列数不等的二维数组
作业
- 已知有个升序的数组，要求插入一个元素，该数组顺序依然是升序
import java.util.Scanner;
public class Homework01 {
public static void main(String[] args) {
/*
已知有个升序的数组，要求插入一个元素，该数组顺序依然是升序, 比如:
[10， 12， 45， 90], 添加23 后, 数组为 [10， 12，23， 45， 90]
思路 本质数组扩容 + 定位
1. 我们先确定 添加数应该插入到哪个索引
2. 然后扩容
*/
int[] arr = {10,12,45,90};
int index = -1; //index就是要插入的位置
Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("输入要插入的整数：");
int insertNum = myScanner.nextInt();
for (int i = 0 ; i < arr.length ; i++){
if (insertNum <= arr[i]){
index = i;
break;
}
}
if (index == -1){//说明没有还没有找到位置
index = arr.length;
}
//扩容
//先创建一个新的数组，大小 arr.length + 1
int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
//i 控制arrNew的下标 , j用来控制arr数组的下标
for(int i = 0, j = 0; i < arrNew.length; i++) {
if( i != index ) { //说明可以把 arr的元素拷贝到 arrNew
arrNew[i] = arr[j];
j++;
} else { //i这个位置就是要插入的数
arrNew[i] = insertNum;
}
}
//让arr 指向 arrNew , 原来的数组，就成为垃圾，被销毁
arr = arrNew;
System.out.println("======插入后，arr数组的元素情况======");
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
}
}
- 随机生成10个整数(1_100的范围)保存到数组，并倒序打印以及求平均值、求最大值和最大值的下标、并查找里面是否有 8
public class Homework02 {
public static void main(String[] args) {
/*
随机生成10个整数(1_100的范围)保存到数组，
并倒序打印以及求平均值、求最大值和最大值的下标、并查找里面是否有 8
*/
int[] arr = new int[10];
for (int i = 0; i < arr.length; i++){
arr[i] = (int)(Math.random() * 100) + 1;
}
System.out.println("====arr的元素情况=====");
for (int i = 0; i < arr.length; i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println("\n====arr的元素情况(倒序)=====");
for(int i = arr.length -1; i >= 0; i--) {
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
//平均值、求最大值和最大值的下标
double sum = arr[0];
int max = arr[0];
int maxIndex = 0;
for (int i = 1; i < arr.length; i++ ) {
sum += arr[i];
if (max < arr[i]) {//说明max不是最大值，就变化
max = arr[i];
maxIndex = i;
}
}
System.out.println("\nmax=" + max + " maxIndex=" + maxIndex);
System.out.println("\n平均值=" + (sum / arr.length));
//查找数组中是否有8->使用顺序查找
int findNum = 8;
int index = -1; //如果找到，就把下标记录到 index
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
if(findNum == arr[i]) {
System.out.println("找到数" + findNum + " 下标=" + i);
index = i;
break;
}
}
if(index == -1) {
System.out.println("没有找到数" + findNum );
}
}
}
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