Java_数组

数组

1.概念

​ 需求：现在需要统计软件技术1班47名同学的成绩情况，例如计算平均成绩、最高成绩等。如果只能使用变量的话，那么需要定义100个变量，这样就比较复杂了。这时我们就可以使用数组来记住这47名同学的成绩，然后使用数组来操作就可以了。

​ 概念：数组(Array)是用于存储多个相同数据类型的集合。想要获取数组的值，可以通过下标来获取，下标是从0开始的。

2.创建数组

​ 创建数组的方式一般分为：动态初始化和静态初始化两种方式。

2.1.动态初始化

• 新建int[],长度是5

• 刚创建好的数组都是默认值0，int类型的数据默认值是0

• 把数组的地址值给变量a保存

int[] a = new int[5];

2.2.静态初始化

静态初始化只创建有初始值的方式，分为以下两种方式：

int[] a ={1,2,3,4,5,6,7,8};
int[] a =new int[]{1,2,3,4,5};

创建好的数组可以通过length()方法获取它的长度，数组一旦创建，长度不可改变，允许0长度的数组。

练习：数组存入hello。

package cn.sccs.array;//这个类用来测试 数组的创建
public class Test6_Array {public static void main(String[] args) {//1、创建数组 ，存入hello//--静态初始化 ：一开始刚创建好时，存的都是默认值，char类型默认值是\u0000。char[] a = new char[] { 'h' , 'e' , 'l' ,'l' ,'o'  } ;char[] b = {  'h' , 'e' , 'l' ,'l' ,'o'  } ; //--动态初始化，需要在创建数组的同时，指定长度！！char[] c = new char[5];c[0] = 'h' ; //把下标为0的数据，从默认值\u0000改为'h'c[1] = 'e' ;//把下标为1的数据，从默认值\u0000改为'e'c[2] = 'l' ;//把下标为2的数据，从默认值\u0000改为'l'c[3] = 'l' ;//把下标为3的数据，从默认值\u0000改为'l'c[4] = 'o' ;//把下标为4的数据，从默认值\u0000改为'o'//数组的长度如果是5，下标最大值是4的话，有没有下标为5的元素---没有！！！//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException：原因就是访问了不存在的下标5//c[5] = 'x';System.out.println(a.length);System.out.println(b.length);System.out.println(c.length);}
}

public class ArrayTest01 {public static void main(String[] args) {/** 数组的索引从下标0开始，访问元素通过数组名[index]* 数组都具有默认值： *   int:0*   float:0.0*   string: '\u0000'*   boolean:false*   引用类型：null* 数组注意事项：*   1.直接打印数组名是一个地址值*   2.访问数组元素时，不能下标越界*   3.如果数组没有任何引用，那么数组将出现空指针异常* */int[] arr = new int[5];System.out.println(arr); // [[e-mail](arr[0]);arr[0] = 10;System.out.println(arr[0]);arr = null;System.out.println(arr[0]);  // NullPointerException}
}

以上代码对应内存：

3.数组的常见操作

3.1.数组的遍历

​ 遍历指：从头到尾，依次访问数组中元素的位置。

• 形式：

for(int i=0;i<a.length;i++){syso(a[i]);
}

练习1：输出每个月的天数。

public static void method() {//1、创建数组，存放12个数字int[] a = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31  };
//		System.out.println(a[0]);
//		System.out.println(a[1]);
//		System.out.println(a[2]);
//		System.out.println(a[3]);//2、遍历数组//int i = 0  是指从下标0开始  ，i表示下标// i <= a.length-1 是指下标最大值是数组的长度-1//i++   是指下标依次递增，向后遍历数据for( int i = 0 ; i <= a.length-1 ; i++ ){  //3、a[i]是指根据下标i获取a数组中的元素  
//			System.out.println( a[i] );//数组一共12个数字，i的变化就是0-11，那么i+1就能获取1-12月了System.out.println(  i+1  +"月有"+a[i]+"天" );}}

练习2：遍历数组，存入1到10。

public class Test7_数组遍历 {public static void main(String[] args) {int[] arr=new int[10];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {arr[i]=i+1;}System.out.println(Arrays.toString(arr));}
}

练习3：创建随机数组。

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;public class t {public static void main(String[] args) {int[] a = new int[5];for (int i = 0; i < a.length; i++) {a[i]=1+new Random().nextInt(100);}System.out.println(Arrays.toString(a));}
}

3.2.求数组中的最大值

​ 求数组中的最大值的思路：

1. 创建一组数组；
2. 定义零时变量max，假定它是数组的第一个元素，且是最大的；
3. 判断它和下一个元素谁大，将最大值交给变量max。

// 求数组最大值
public class ArrayTest02 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {123,456,99,111,88,223};// 定义初始化变量int max = arr[0];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// 判断最大值if (arr[i] > max) {max = arr[i];}}System.out.println("数组中最大值是：" + max);}
}

3.3.数组的排序

​ 数组常用的排序方式有3种：选择法排序、冒泡法排序、快速排序（工具类Arrays）。

• **冒泡排序：**相邻位置比较，从小到大排序，如果小就往前换。i代表从头到尾遍历循环数据。

// 冒泡排序
public class ArrayTest03 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,1,5,2,3};// 升序 1,2,3,4,5 比较次数=元素个数-1for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {// -i是随着i的自增而减少for (int j = 0; j < arr.length -1 - i; j++) {// 判断相邻元素的比较if (arr[j] > arr[j+1]) {// 定义临时变量记住j上的元素int temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}// 降序？--将大于改为小于}
}

4.多维数组

​ 在程序中可以通过一个数组来保存某个班级学生的成绩，试想一下，如果要统计一下一个学校各个班级学生的成绩，又该如何实现呢?

​ 这种场景我们就要使用多维数组的方式去实现了。而最常见的多维数组是二维数组。

4.1.定义格式

​ 与一维数组相同，二维数组的定义格式也分为静态初始化和动态初始化。格式为：

• 动态初始化：

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[长度1][长度2];

• 静态初始化：

数据类型[][] 数组名 = {{元素1,元素2},{元素3,元素4},{元素5,元素6}};

// 二位数组
public class ArrayTest04 {public static void main(String[] args) {// 创建长度为3的二维数组，保存了3个一维数组，每个一位数组有2个元素int[][] arr = {{1,2},{3,4},{5,6}};System.out.println(arr);  // [[[e-mail](arr[0]);  // [I@4eec7777 通过0索引拿到第一个一维数组// 通过索引获取元素System.out.println(arr[0][0]);}
}

以上代码内存示意图：

4.2.二维数组的常用操作

• 遍历

// 遍历
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {System.out.println(arr[i][j]);}
}

• **练习：**需求如下：
  • 定义一个二维数组，二维数组中每个一维数组保存了每个班级的分数
  • 统计每个班级的总分数
  • 统计所有班级的总分数

// 二维数组统计班级总分数
public class ArrayTest05 {public static void main(String[] args) {int[][] arr = {{89,78,90,100},{98,97,67,88},{76,83,88,95}};int total = 0; // 定义所有班级的总分数求和变量for (int i = 0; i < arr.length; i++) {int sum = 0; // 定义求和初始化变量for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {sum += arr[i][j]; }// 单个班级的总分数System.out.println("第"+ (i+1) + "班的总分数为" + sum);total += sum;}System.out.println("所有班级的总分数为：" + total);}
}

5.数组API–Arrays

​ 关于数组的操作，Java给我们提供了一个工具类Arrays，我们可以用它实现一些关于数组的简便操作。Arrays在java.util.Arrays;包中。它的常用方法如下：

5.1.toString()方法

• Arrays.toString()方法：快速以字符串的形式输出数组元素。

int[] a = {3,4,1,2,5,6};
System.out.println(Arrays.toString(a));  // [3, 4, 1, 2, 5, 6]

5.2.sort()方法

• **Arrays.sort()方法：**给数组排序，默认升序。该方法有如下两种重载方式：

  • Arrays.sort(数组名)： 以升序方式给数组排序

  int[] a = {3,4,1,2,5,6};
  Arrays.sort(a);
  System.out.println(Arrays.toString(a));  // [1, 2, 3, 4, 5, 6]
  / 降序-需要使用包装类
  Integer[] arr01 = {3,4,1,2,5,6};
  Arrays.sort(arr01, Collections.reverseOrder());
  System.out.println(Arrays.toString(arr01));
  

  • Arrays.sort(数组名,起始下标,排序个数):自定义区间排序

  // 区间排序
  int[] arr = {1,4,3,8,2,9,11,3};
  Arrays.sort(arr,2,5);
  System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [1, 4, 2, 3, 8, 9, 11, 3]
  

5.3.equals()方法

• **Arrays.equals()方法：**比较两个数组内容是否相等。

int[] x = {1,2,3};
int[] y = {3,2,1};
System.out.println(Arrays.equals(x,y));  // false

注意：Arrays.equals()是比较数组内容，而a.equals(b) 这样的方法是比较地址值。

以后使用java提供的引用数据内容(数组、字符串、各种集合....)时，一定要用equals()方法比较内容是否相等，而不是傻傻的用 ==了！因为官方已经把equals()给重写了。如果你要比较你自己写的类，例如学生按成绩排序，就要自己重写equals()方法

5.4.binarySearch()方法

• Arrays.binarySearch(数组名,要查找的值)方法：在数组中查找元素，只要返回值>=0就表示已经找到，若没找到，则返回插入点-1_(插入点为这个数值应放入的位置)。

int[] arr03 = {1,5,6,7};
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr03,1)); // 0
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr03,3)); // -2

5.5.copyOf()方法

• Arrays.copyOf()方法：拷贝数组。参数有两个，第一个为原数组，第二个为拷贝长度。返回值为新数组。

int[] arr04 = {1,3,5,7,8,9,10};
int[] arr05 = Arrays.copyOf(arr04,5);
System.out.println(Arrays.toString(arr05));

若没找到，则返回插入点-1_(插入点为这个数值应放入的位置)。

int[] arr03 = {1,5,6,7};
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr03,1)); // 0
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr03,3)); // -2

5.5.copyOf()方法

• Arrays.copyOf()方法：拷贝数组。参数有两个，第一个为原数组，第二个为拷贝长度。返回值为新数组。

int[] arr04 = {1,3,5,7,8,9,10};
int[] arr05 = Arrays.copyOf(arr04,5);
System.out.println(Arrays.toString(arr05));

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