第05章 数组、排序和查找

news2025/1/17 1:11:10

数组

基本介绍

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:数组就是一组数据。

数组的使用

1、数组的定义

方法一:
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[大小]
说明:int[] a = new int[5]; //创建一个数组,名字a,存放5个int。
单独声明: new[]{1,2,3,4};

方法二:
int[] a;   //先声明
a = new int[5]; // 再new

方法三 静态初始化:
数据类型 数组名[] = {元素值,元素值...}
int[] a = {2,3,4,5,6,7}

声明空数组: new int[0]

2、数组的引用

数组名[下标/索引]

注意细节

1、数组是多个相同数据类型的组合,实现对这些数据的同意管理。【或者满足自动转换】

double[] array1 = {1.1, 2.2, 3.3, 4};  // 4可以自动转换为小数。   

2、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。

3、数组创建后,如果没有赋值,则有默认值。

int、short、byte、long: 0

boolean: flase

String:null

float、double: 0.0

char:\u0000

4、数组的下标是从 0 开始的。

5、数组的下标必须在范围内调用。否则报:下标越界异常

6、数组是引用类型,数组型数据是对象(object)

数组赋值机制

1、基本数据类型赋值,这个值是具体的数据,而且相互不影响,赋的是值。

2、数组在默认情况下是引用传递,赋的值是地址。

值传递/值拷贝 和 引用传递/地址拷贝 的区别

在这里插入图片描述

数据拷贝

public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr1 = {10, 20, 30};
		// 1、创建一个新的数组arr2,开辟新的空间,大小为arr1.length
		int[] arr2 = new int[arr1.length];
		for (int i=1; i<arr2.length; i++) {
			arr2[i] = arr1[i];
		}

		arr2[0] = 100;//修改arr2不会对arr1产生影响
		for (int i=0; i<arr2.length; i++) {
			System.out.println(arr2[i]);
			
		}
	}
}
public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr1 = {10, 20, 30};
		// 1、创建一个新的数组arr2,开辟新的空间,大小为arr1.length
		int[] arr2 = new int[arr1.length];
		for (int i=0, j=0; i<arr2.length; i++, j++) {
			arr2[j] = arr1[i];
		}

		for (int i=0; i<arr2.length; i++) {
			System.out.print(arr2[i] + "\t");
		}
	}
}

数组反转

public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr1 = {11,22,33,44,55,66,77};

		int len = arr1.length;
		for (int i=0; i <= len/2-1; i++) {
			int temp = arr1[i];
			arr1[i] = arr1[len-1-i];
			arr1[len-1-i] = temp;
		}
		for (int i=0; i<len; i++) {
			System.out.println(arr1[i]);
		}
	}
}

数组添加

实现动态的给数组添加元素,实现对数组的扩容

1、原始数组使用静态分配: int[] arr = {1,2,3};

2、增加元素,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,是否继续添加? Y\N

import java.util.Scanner;
public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr1 = {1,2,3};

		while(true){
			System.out.println("是否添加? y/n");
			Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
			char answer = myScanner.next().charAt(0);
			if (answer == 'y'){
				System.out.println("请输入添加的值");
				int addNum = myScanner.nextInt();
                
                // 创建新的数组用于添加元素。
				int[] arr2 = new int[arr1.length + 1];
				for (int i=0; i < arr1.length; i++) {
					arr2[i] = arr1[i];
				}
				arr2[arr2.length-1] = addNum;
				arr1 = arr2;
				System.out.println("数据添加成功");
				for(int i=0; i<arr1.length; i++){
					System.out.print(arr1[i] + "\t");
				}
			} else{
				break;
			}
			
		}

		
	}
}

排序

排序是将一组数据,按照指定的顺序进行排列的过程。【之后详细介绍】

排序的分类:

1、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)

2、外部排序法

数据量过大,无法全部加在到内存中,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:

冒泡排序的特点:
在这里插入图片描述
方法一:

public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr1 = {1,8,7,4,6,5};
		for (int i=0; i<(arr1.length-1); i++) {
			for (int z = i; z<arr1.length; z++) {
				if (arr1[i] > arr1[z]){
					int temp = arr1[z];
					arr1[z] = arr1[i];
					arr1[i] = temp;
				}
			 } 
		}

		for (int i=0; i<arr1.length; i++) {
			System.out.println(arr1[i]);
		}

	}
}

方法二

public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr1 = {1,8,7,4,3,5};
		for (int x=0; x<arr1.length-1; x++) {
			for (int i=0; i<arr1.length-1-x; i++) {
				if (arr1[i] > arr1[i+1]){
					int temp = arr1[i+1];
					arr1[i+1] = arr1[i];
					arr1[i] = temp;
				}
			}

			for (int z=0; z<arr1.length; z++) {
				System.out.print(arr1[z] + "\t");
			}
			System.out.println();
		}
	}
}

查找

1、顺序查找

2、二分查找【算法中详细介绍】

多维数组

public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		/*
		请用二维数组输出如下图形:
		0 0 0 0 0 0
		0 0 1 0 0 0 
		0 2 0 3 0 0
		0 0 0 0 0 0
		*/
		int[][] array1 = {{0, 0, 0, 0, 0, 0}, 
						  {0, 0, 1, 0, 0, 0},
						  {0, 2, 0, 3, 0, 0},
						  {0, 0, 0, 0, 0, 0}};
		for (int i=0; i < array1.length; i++) {
			for (int z=0; z < array1[i].length; z++) {
				System.out.print(array1[i][z] + " ");
			}
			System.out.println();
		}
	}
}

二维数组的使用

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];

二维数组在内存中的表现形式:

注意:在第一层保存的是地址,第二层才是数据。发散思维,想想三维四维数组。
在这里插入图片描述

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]

  • 比如:

    int[][] array01;
    array01 = new int[2][3];
    
```Java
public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		/* 方法一 */
		// int[][] array01;   // 先声明
		// array01 = new int[2][3];
		/* 方法二 */
		int[][] array01 = new int[2][3];

		// 输出二维数组中的元素
		for (int i=0; i<array01.length; i++) {
			for (int j=0; j<array01[i].length; j++) {
				System.out.print(array01[i][j] + " ");
			}
			System.out.println();
			
		}
	}
}

3、动态初始化 → 列数不确定

public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		// 创建一个二维数组,但只确定一维数组的个数,所以空着。
		int[][] arr01 = new int[4][]; 

		// 遍历arr的每个一维数组。
		for (int i=0; i<arr01.length; i++) {

			// 给每个一维数组开辟空间。
			// 如果没有给一维数组new的话,arr[i] 就是null
			arr01[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 z=0; z<arr01[i].length; z++) {
				arr01[i][z] = i+1; //赋值
			}
		}

		for (int i=0; i<arr01.length; i++) {
			for (int z=0; z<arr01[i].length; z++) {
				System.out.print(arr01[i][z] + "\t");
			}
			System.out.println();
		}
	}
}

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 …},{值1,值2 …}}
int[][] arr = {{1,1,1},{2,2,2},{3}};

二维数组使用细节和注意事项

1、一维数组的声明方式有:

int[] arr01 = new int[2]; 或者 int arr01[] = new int[2];

int[] arr01 = new int[]{1,2}

2、二维数组的声明方式有:

int[][] arr01 = new int[2][3];

或者 int arr01[][] = new int[2][3];

int[] arr01[] = new int[2][3];

3、二维数组世纪上是由多个一维数组组成的,它的一维数组的长度可以相同,也可以不同。

比如: int[][] map = {{1,2}{3,3,4}};

这种不相同长度的,我们称为:列数不等 的二维数组。

测试题

1、判断

int[] x,y[];    //声明x为int类型的一维数组,y为int类型的二维数组

在这里插入图片描述
总结:关键是类型的对应,即int对应int,int[] 对应 int[]

2、BD
在这里插入图片描述

3、 已知有个升序的数组,要求插入一个元素,该数组的顺序仍然是升序。

比如:{10,12,40, 90} 添加43后,数组为{10,12,40,43,90}

public class Array01{
	public static void main(String[] args){
		int[] arr01 = {10, 12, 40, 90};
		int intsertIndex = -1;
		int value = 42;
		int[] arrNew = new int[arr01.length+1];

		for (int i=0; i<arr01.length; i++) {
			if(arr01[i] > value){
				intsertIndex = i;
				break;
			}
		}
		if (intsertIndex == -1){
			intsertIndex = arr01.length;
		}

		System.out.println("插入数据的位置为:" + intsertIndex);


		for (int i=0, j=0; i<arrNew.length; i++) {
			if (i != intsertIndex){
				arrNew[i] = arr01[j];
				j++;
			} else{
				arrNew[i] = value;
			}
		}

		System.out.println("数据插入成功,输出扩容后的数据");
		arr01 = arrNew;
		for (int i=0; i< arr01.length; i++) {
			System.out.print(arr01[i] + "\t");
		}
		System.out.println();
	}
}

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