Java 数组（详细）

news2024/9/23 13:18:57

目录

一、数组的概述

1. 数组的理解：

2. 数组相关的概念：

3. 数组的特点：

4. 数组的分类：

5.数据结构：

二、一维数组

1. 一维数组的声明与初始化

2. 一维数组元素的引用：

3. 数组的属性：

4.一维数组的遍历

4.1 For-Each 循环

5.一维数组元素的默认初始化值

6.一维数组的内存结构

 7.一维数组的操作示例

三、二维数组

1.如何理解二维数组？

2.二维数组的声明与初始化

3.如何调用二维数组元素:

4.二维数组的属性：length

5.遍历二维数组元素

6.二维数组元素的默认初始化值

四、数组的常见算法

1. 数组的创建与元素赋值：

2. 针对于数值型的数组：

3. 数组的赋值与复制

4.数组中指定元素的查找：搜索，检索

4.1 线性查找：

4.2 二分法查找：

五.数组的排序算法

一、数组的概述

1. 数组的理解：

数组(Array)，是多个相同类型数据一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的 方式对这些数据进行统一管理。

2. 数组相关的概念：

数组名 元素  角标、下标、索引 数组的长度：元素的个数

3. 数组的特点：

  1. 数组是序排列的
  2. 数组属于引用数据类型的变量。数组的元素，既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型
  3. 创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
  4. 数组的长度一旦确定，就不能修改。

4. 数组的分类：

① 按照维数：一维数组、二维数组、。。。

② 按照数组元素的类型：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组

5.数据结构：

  1. 数据与数据之间的逻辑关系：集合（关系很弱）、一对一（数组里面的元素）、一对多（二叉树）、多对多（社交网络）
  2. 数据的存储结构： 线性表：顺序表（比如：数组）、链表、栈、队列 树形结构：二叉树 图形结构：

二、一维数组

1. 一维数组的声明与初始化

正确的方式：

        int num;//声明
        num=10;//初始化
        int id=101;//声明+初始化
        int[]ids;//声明
        //1、静态初始化：数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
        ids=new int[]{101,102,103,104};
        //2、动态初始化：数组的初始化和元素的赋值操作分开进行
        String[]name=new String[5];
        int[]arr={1,2,3,4,5};

错误的方式：

//int[] arr1 = new int[];
//int[5] arr2 = new int[5];
//int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};

2. 一维数组元素的引用：

通过角标的方式调用。（数组的角标（或索引从0开始的，到数组的长度-1结束）

names[0] = "王铭";
names[1] = "王赫";
names[2] = "张学良";
names[3] = "孙居龙";
names[4] = "王宏志";

3. 数组的属性：

数组的属性：length

System.out.printIn(name.length);
System.out.printIn(ids.length);

说明： 数组一旦初始化，其长度就是确定的。arr.length 数组长度一旦确定，就不可修改。

4.一维数组的遍历

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

4.1 For-Each 循环

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 For-Each 循环或者加强型循环，它能在不使用下标的情况下遍历数组。

语法格式如下：

for(type element: array)
{
    System.out.println(element);
}

 实例：

        int[] arr=new int[]{1,2,3};
        for (int e:arr) {
            System.out.println(e);
        }

5.一维数组元素的默认初始化值

  • 数组元素是整型：0
  • 数组元素是浮点型：0.0
  • 数组元素是char型：0或'\u0000'，而非'0'
  • 数组元素是boolean型：false
  • 数组元素是引用数据类型：nul

6.一维数组的内存结构

上图给出java程序执行时的内存分配。图中有栈，堆，方法区，各区域分别存储的数据有：

  • 栈：保存局部变量；
  • 堆：保存new出的对象
  • 方法区
    • 常量池：字符常量，如字符串；
    • 静态域：静态变量

 

 7.一维数组的操作示例

 该实例完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组：

 public static void main(String[] args) {
      double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
 
      // 打印所有数组元素
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         System.out.println(myList[i] + " ");
      }
      // 计算所有元素的总和
      double total = 0;
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         total += myList[i];
      }
      System.out.println("Total is " + total);
      // 查找最大元素
      double max = myList[0];
      for (int i = 1; i < myList.length; i++) {
         if (myList[i] > max) max = myList[i];
      }
      System.out.println("Max is " + max);
   }

三、二维数组

1.如何理解二维数组？

数组属于引用数据类型 数组的元素也可以是引用数据类型 一个一维数组A的元素如果还是一个一维数组类型的，则，此数组A称为二维数组。

2.二维数组的声明与初始化

正确的方式：

        int[]arr=new int[]{1,2,3};//一维数组的静态初始化
        //二维数组的静态初始化
        int[][] arr1=new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
        //动态初始化1
        String[][]arr2=new String[2][3];
        //动态初始化2
        String[][]arr3=new String[3][];
        //其他:不标准但是有效
        int[]arr4[]=new int[][]{{1,2},{3,4},{5,6}};
        System.out.println(arr4[1][1]);//输出：4
        int []arr5[]={{1,2},{3,4},{5,6}};
        System.out.println(arr5[0][0]);//输出：1

3.如何调用二维数组元素:

System.out.println(arr1[0][1]);//2
System.out.println(arr2[1][1]);//null
		
arr3[1] = new String[4];
System.out.println(arr3[1][0]);
System.out.println(arr3[0]);

4.二维数组的属性：length

        int[][] arr1=new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}};
        System.out.println(arr1.length);//2
        System.out.println(arr1[0].length);//3

5.遍历二维数组元素

for(int i = 0;i < arr4.length;i++){
			
	for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){
		System.out.print(arr4[i][j] + "  ");
	}
	System.out.println();
}

​

6.二维数组元素的默认初始化值

  • 二维数组分为外层数组的元素，内层数组的元素
  • int[][] arr = new int[4][3];
  • 外层元素：arr[0],arr[1]等
  • 内层元素：arr[0][0],arr[1][2]等
  •   数组元素的默认初始化值
  • 针对于初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3];
  • 外层元素的初始化值为：地址值
  • 内层元素的初始化值为：与一维数组初始化情况相同
  • 针对于初始化方式二：比如：int[][] arr = new int[4][];
  • 外层元素的初始化值为：null
  •  内层元素的初始化值为：不能调用，否则报错。

四、数组的常见算法

1. 数组的创建与元素赋值：

        //杨辉三角
        // 1.新建二维数组，动态初始化
        int [][]yanghui=new int[10][];
        // 2. 为二维数组赋值
        for (int i = 0; i < yanghui.length; i++) {
            yanghui[i]=new int[i+1];            
            // 为其余元素赋值
            for (int j = 1; j < yanghui[i].length; j++) {//
                yanghui[i][j] = j;
            }
        }
        // 3.打印输出二维数组
        for (int[] ints : yanghui) {
            for (int j = 1; j < ints.length; j++) {// 第0个位置没有元素
                System.out.print(ints[j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }

运行结果： 

1 
1 2 
1 2 3 
1 2 3 4 
1 2 3 4 5 
1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 6 7 
1 2 3 4 5 6 7 8 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 

2. 针对于数值型的数组：

最大值、最小值、总和、平均数等

// 1.找到数组中的最大值
int maxArr = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    if (maxArr < arr[i]) {
        maxArr = arr[i];
    }
}
System.out.println("数组中的最大值为：" + maxArr);

// 2.找到数组中的最小值

int minArr = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    if (minArr > arr[i]) {
        minArr = arr[i];
    }
}
System.out.println("数组中的最小值为：" + minArr);

// 3.找到数组中的平均数
int num = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    num += arr[i];
}
System.out.println("数组的平均数为：" + (num / arr.length));

// 4.求总和
int num1 = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    num1 += arr[i];
}
System.out.println("数组的总和为：" + num1);

3. 数组的赋值与复制

// 1.数组的赋值
String[] str1 = new String[5];
str1 = str;
str1[2] = "AA";
for (int i = 0; i < str1.length; i++) {
    System.out.print(str[i] + " ");
}
System.out.println();

如何理解：将array1保存的数组的地址值赋给了array2，使得array1和array2共同指向堆空间中的同一个数组实体。

// 1.1数组的复制
for (int i = 0; i < str1.length; i++) {
    str1[i] = str[i];
    System.out.print(str1[i] + " ");
}

4.数组中指定元素的查找：搜索，检索

4.1 线性查找：

实现思路：通过遍历的方式，一个一个的数据进行比较、查找。 适用性：具有普遍适应性

4.2 二分法查找：

实现思路：每次比较中间值，折半的方式检索。 适用性：（前提：数组必须有序）

五.数组的排序算法

十大排序算法

  • 选择排序：

    • 直接选择排序、堆排序

  • 交换排序：

    • 冒泡排序、快速排序

  • 插入排序：

    • 直接插入排序、折半插入排序、希尔排序

  • 归并排序

  • 桶排序

  • 基数排序

衡量排序算法的优劣：

​ 时间复杂度、空间复杂度、稳定性

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