【Java从0到1学习】05 Java 数组

news2024/12/23 23:21:33

05 Java 数组

1. 数组概述

需求:现在需要统计某公司员工的工资情况,例如计算平均工资、找到最高工资等。假设该公司有80名员工,用前面所学的知识,程序首先需要声明80个变量来分别记住每位员工的工资,然后在进行操作,这样做会显得很麻烦。为了解决这种问题,Java就提供了数组供我们使用

那么数组到底是什么呢?有什么特点呢?通过上面的分析:我们可以得到如下两句话:

  • 数组是存储多个变量(元素)的东西(容器)
  • 这多个变量的数据类型要一致

2. 数组概念

  • 数组是存储同一种数据类型多个元素的集合。也可以看成是一个容器
  • 数组既可以存储基本数据类型,也可以存储引用数据类型

3. 数组的定义格式

格式1:数据类型[] 数组名;
格式2:数据类型 数组名[];
注意:这两种定义做完了,数组中是没有元素值的

4. 数组初始化概述:

  • Java中的数组必须先初始化,然后才能使用
  • 所谓初始化:就是为数组中的数组元素分配内存空间,并为每个数组元素赋值
  • 数组的初始化方式
    • 动态初始化:初始化时只指定数组长度,由系统为数组分配初始值。
    • 静态初始化:初始化时指定每个数组元素的初始值,由系统决定数组长度
  • 动态初始化:初始化时只指定数组长度,由系统为数组分配初始值

格式:数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
数组长度其实就是数组中元素的个数。
举例:int[] arr = new int[3];
解释:定义了一个int类型的数组,这个数组中可以存放3个int类型的值。

5. Java中的内存分配

Java 程序在运行时,需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率,就对空间进行了不同区域的划分,因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

  • 栈 存储局部变量
  • 堆 存储new出来的东西
  • 方法区 (面向对象部分讲)
  • 本地方法区 (和系统相关)
  • 寄存器 (给CPU使用)

6. Java中数组的内存图解

图解1:定义一个数组,输出数组名及元素。然后给数组中的元素赋值,再次输出数组名及元素。

图解2:定义两个数组,分别输出数组名及元素。然后分别给数组中的元素赋值,分别再次输出数组名及元素。

图解3:定义两个数组,先定义一个数组,赋值,输出。然后定义第二个数组的时候把第一个数组的地址赋值给第二个数组。然后给第二个数组赋值,再次输出两个数组的名及元素。

7. 数组的初始化

静态初始化:初始化时指定每个数组元素的初始值,由系统决定数组长度。
格式:数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,…};
举例:int[] arr = new int[]{1,2,3};
解释:定义了一个int类型的数组,这个数组中可以存放3个int类型的值,并且值分别是1,2,3。
其实这种写法还有一个简化的写法:int[] arr = {1,2,3};

8. 数组操作常见的两个小问题

  • ArrayIndexOutOfBoundsException 数组索引越界
    访问到了数组中的不存在的索引时发生
  • NullPointerException 空指针异常
    数组引用没有指向实体,却在操作实体中的元素时。

9. 二维数组概述

二维数组概述

我们传智播客的Java基础班每个班有很多个学生,所以,可以用数组来存储,而我们又同时有很多个Java基础班。这个也应该用一个数组来存储。如何来表示这样的数据呢?Java就提供了二维数组供我们使用。由此可见:其实二维数组其实就是一个元素为一维数组的数组。

二维数组定义格式
(1)格式1

数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
// m表示这个二维数组有多少个一维数组
// n表示每一个一维数组的元素个数

举例:

int[][] arr = new int[3][2];
// 定义了一个二维数组arr
// 这个二维数组有3个一维数组,名称是arr[0],arr[1],arr[2]
// 每个一维数组有2个元素,可以通过arr[m][n]来获取
// 表示获取第m+1个一维数组的第n+1个元素

(2)格式2

数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][];
// m表示这个二维数组有多少个一维数组
// 这一次没有直接给出一维数组的元素个数,可以动态的给出。

举例:

int[][] arr = new int[3][];
arr[0] = new int[2];
arr[1] = new int[3]
arr[2] = new int[1];

(3)格式3

数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{ {元素…},{元素…},{元素…} };
简化版格式:数据类型[][] 变量名 = { {元素…},{元素…},{元素…} };
举例:int[][] arr =  { {1,2,3},{4,6},{6} };

10. 数组常见操作

10.1 数组遍历

/*
    数组遍历:就是依次输出数组中的每一个元素。

    注意:数组提供了一个属性length,用于获取数组的长度。
          格式:数组名.length
*/  
class ArrayTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        //定义数组  
        int[] arr = {11,22,33,44,55};  

        //获取每一个元素  
        //如何获取呢?我们知道数组名结合编号(索引)就可以找到数据  
        for(int x=0; x<5; x++) {  
            //x=0,1,2,3,4  
            System.out.println(arr[x]);  
        }  
        System.out.println("--------------------");  

        //从0开始我们是明确的,但是为什么到5呢,我们是数了一下数组的个数  
        //继续看下个数组如何遍历  
        int[] arr2 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2,2,3,4,5,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8};  
        //而我们在很多时候,数组的元素不能靠数  
        //这个时候,数组就给我们提供了一个属性:length专门用于获取数组的长度  
        //格式:数组名.length 返回数组的长度  
        System.out.println(arr.length);  
        System.out.println(arr2.length);  
        System.out.println("--------------------");  

        //改进第一个程序  
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {  
            System.out.println(arr[x]);  
        }  
        System.out.println("--------------------");  

        //我们如果想要对多个数组进行遍历,每个数组的遍历我们都把代码写一遍,麻烦不  
        //麻烦,所以,我们准备用方法改进。  
        //用方法改进后,请调用  
        printArray(arr);  
        System.out.println("--------------------");  
        printArray(arr2);  
        System.out.println("--------------------");  
        printArray2(arr);  
    }  

    /*
        遍历数组的方法

        两个明确:
            返回值类型:void
            参数列表:int[] arr
    */  
    public static void printArray(int[] arr) {  
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {  
            System.out.println(arr[x]);  
        }  
    }  

    //请看改进版本  
    public static void printArray2(int[] arr) {  
        System.out.print("[");  
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {  
            if(x == arr.length-1) { //这是最后一个元素  
                System.out.println(arr[x]+"]");  
            }else {  
                System.out.print(arr[x]+", ");  
            }  
        }  
    }  
}

10.2 获取数组最值

/*
    数组获取最值(获取数组中的最大值最小值)

    分析:
        A:定义一个数组,并对数组的元素进行静态初始化。
        B:从数组中任意的找一个元素作为参照物(一般取第一个),默认它就是最大值。
        C:然后遍历其他的元素,依次获取和参照物进行比较,如果大就留下来,如果小,就离开。
        D:最后参照物里面保存的就是最大值。
*/  
class ArrayTest2 {  
    public static void main(String[] args) {  
        //定义一个数组  
        int[] arr = {34,98,10,25,67};  

        //请获取数组中的最大值  
        /*
        //从数组中任意的找一个元素作为参照物
        int max = arr[0];
        //然后遍历其他的元素
        for(int x=1; x<arr.length; x++) {
            //依次获取和参照物进行比较,如果大就留下来,如果小,就离开。
            if(arr[x] > max) {
                max = arr[x];
            }
        }
        //最后参照物里面保存的就是最大值。
        System.out.println("max:"+max);
        */  

        //把这个代码用方法改进  
        //调用方法  
        int max = getMax(arr);  
        System.out.println("max:"+max);  

        //请获取数组中的最小值  
        int min = getMin(arr);  
        System.out.println("min:"+min);  
    }  

    /*
        需求:获取数组中的最大值
        两个明确:
            返回值类型:int
            参数列表:int[] arr
    */  
    public static int getMax(int[] arr) {  
        //从数组中任意的找一个元素作为参照物  
        int max = arr[0];  
        //然后遍历其他的元素  
        for(int x=1; x<arr.length; x++) {  
            //依次获取和参照物进行比较,如果大就留下来,如果小,就离开。  
            if(arr[x] > max) {  
                max = arr[x];  
            }  
        }  
        //最后参照物里面保存的就是最大值。  
        return max;  
    }  

    public static int getMin(int[] arr) {  
        //从数组中任意的找一个元素作为参照物  
        int min = arr[0];  
        //然后遍历其他的元素  
        for(int x=1; x<arr.length; x++) {  
            //依次获取和参照物进行比较,如果小就留下来,如果大,就离开。  
            if(arr[x] < min) {  
                min = arr[x];  
            }  
        }  
        //最后参照物里面保存的就是最小值。  
        return min;  
    }  
}

运行结果:

10.3 数组元素逆序

/*
    数组元素逆序 (就是把元素对调)

    分析:
        A:定义一个数组,并进行静态初始化。
        B:思路
            把0索引和arr.length-1的数据交换
            把1索引和arr.length-2的数据交换
            ...
            只要做到arr.length/2的时候即可。
*/  
class ArrayTest3 {  
    public static void main(String[] args) {  
        //定义一个数组,并进行静态初始化。  
        int[] arr = {12,98,50,34,76};  

        //逆序前  
        System.out.println("逆序前:");  
        printArray(arr);  

        //逆序后  
        System.out.println("逆序后:");  
        //reverse(arr);  
        reverse2(arr);  
        printArray(arr);  
    }  

    /*
        需求:数组逆序
        两个明确:
            返回值类型:void (有人会想到应该返回的是逆序后的数组,但是没必要,因为这两个数组其实是同一个数组)
            参数列表:int[] arr
    */  
    public static void reverse(int[] arr) {  
        /*
        //第一次交换
        int temp = arr[0];
        arr[0] = arr[arr.length-1-0];
        arr[arr.length-1-0] = temp;

        //第二次交换
        int temp = arr[1];
        arr[1] = arr[arr.length-1-1];
        arr[arr.length-1-1] = temp;

        //第三次交换
        int temp = arr[2];
        arr[2] = arr[arr.length-1-2];
        arr[arr.length-1-2] = temp;
        */  
        //用循环改进  
        for(int x=0; x<arr.length/2; x++) {  
            int temp = arr[x];  
            arr[x] = arr[arr.length-1-x];  
            arr[arr.length-1-x] = temp;  
        }  
    }  

    public static void reverse2(int[] arr) {  
        for(int start=0,end=arr.length-1; start<=end; start++,end--) {  
            int temp = arr[start];  
            arr[start] = arr[end];  
            arr[end] = temp;  
        }  
    }  

    //遍历数组  
    public static void printArray(int[] arr) {  
        System.out.print("[");  
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {  
            if(x == arr.length-1) { //这是最后一个元素  
                System.out.println(arr[x]+"]");  
            }else {  
                System.out.print(arr[x]+", ");  
            }  
        }  
    }  
}  

运行结果:

10.4 数组基本查找

/*
    需求:数组元素查找(查找指定元素第一次在数组中出现的索引)

    分析:
        A:定义一个数组,并静态初始化。
        B:写一个功能实现
            遍历数组,依次获取数组中的每一个元素,和已知的数据进行比较
            如果相等,就返回当前的索引值。
*/  
class ArrayTest5 {  
    public static void main(String[] args) {  
        //定义一个数组,并静态初始化  
        int[] arr = {200,250,38,888,444};  

        //需求:我要查找250在这个数组中第一次出现的索引  
        int index = getIndex(arr,250);  
        System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是:"+index);  

        int index2 = getIndex2(arr,250);  
        System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是:"+index2);  

        int index3 = getIndex2(arr,2500);  
        System.out.println("2500在数组中第一次出现的索引是:"+index3);  
    }  

    /*
        需求:查找指定数据在数组中第一次出现的索引
        两个明确:
            返回值类型:int
            参数列表:int[] arr,int value
    */  
    public static int getIndex(int[] arr,int value) {  
        //遍历数组,依次获取数组中的每一个元素,和已知的数据进行比较  
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {  
            if(arr[x] == value) {  
                //如果相等,就返回当前的索引值。  
                return x;  
            }  
        }  

        //目前的代码有一个小问题  
        //就是假如我要查找的数据在数组中不存在,那就找不到,找不到,你就对应的返回吗?  
        //所以报错。  

        //只要是判断,就可能是false,所以大家要细心。  


        //如果找不到数据,我们一般返回一个负数即可,而且是返回-1  
        return -1;  
    }  

    public static int getIndex2(int[] arr,int value) {  
        //定义一个索引  
        int index = -1;  

        //有就修改索引值  
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {  
            if(arr[x] == value) {  
                index = x;  
                break;  
            }  
        }  

        //返回index  
        return index;  
    }  
}  

运行结果:

11. 随机点名器

package cn.itcast.chapter02.task03;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
/**
 * 随机点名器
 */
public class CallName {
	/**
	 * 1.存储全班同学姓名 创建一个存储多个同学姓名的容器(数组) 键盘输入每个同学的姓名,存储到容器中(数组)
	 */
	public static void addStudentName(String[] students) {
		// 键盘输入多个同学姓名存储到容器中
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		for (int i = 0; i < students.length; i++) {
			System.out.println("存储第" + (i + 1) + "个姓名:");
			// 接收控制台录入的姓名字符串
			students[i] = sc.next();
		}
	}

	/**
	 * 2.总览全班同学姓名
	 */
	public static void printStudentName(String[] students) {
		// 遍历数组,得到每个同学姓名
		for (int i = 0; i < students.length; i++) {
			String name = students[i];
			// 打印同学姓名
			System.out.println("第" + (i + 1) + "个学生姓名:" + name);
		}
	}

	/**
	 * 3.随机点名其中一人
	 */
	public static String randomStudentName(String[] students) {
		// 根据数组长度,获取随机索引
		int index = new Random().nextInt(students.length);
		// 通过随机索引从数组中获取姓名
		String name = students[index];
		// 返回随机点到的姓名
		return name;
	}

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("--------随机点名器--------");
		// 创建一个可以存储多个同学姓名的容器(数组)
		String[] students = new String[3];
		/*
		 * 1.存储全班同学姓名
		 */
		addStudentName(students);
		/*
		 * 2.总览全班同学姓名
		 */
		printStudentName(students);
		/*
		 * 3.随机点名其中一人
		 */
		String randomName = randomStudentName(students);
		System.out.println("被点到名的同学是 :" + randomName);
	}
}

12. Arrays 类

java.util.Arrays 类能方便地操作数组,它提供的所有方法都是静态的。

具有以下功能:

  • 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。

具体说明请查看下表:

序号方法和说明
1public static int binarySearch(Object[] a, Object key) 用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象(Byte,Int,double等)。数组在调用前必须排序好的。如果查找值包含在数组中,则返回搜索键的索引;否则返回 (-(插入点) - 1)。
2public static boolean equals(long[] a, long[] a2) 如果两个指定的 long 型数组彼此相等,则返回 true。如果两个数组包含相同数量的元素,并且两个数组中的所有相应元素对都是相等的,则认为这两个数组是相等的。换句话说,如果两个数组以相同顺序包含相同的元素,则两个数组是相等的。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型(Byte,short,Int等)。
3public static void fill(int[] a, int val) 将指定的 int 值分配给指定 int 型数组指定范围中的每个元素。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型(Byte,short,Int等)。
4public static void sort(Object[] a) 对指定对象数组根据其元素的自然顺序进行升序排列。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型(Byte,short,Int等)。

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输入 3 3 1 1 2 2 3 3 输出 0 说明 开始时,小蓝控制所有大炮立即发射炮弹,僵王博士受到 666 点伤害,直接被击溃。 示例2 输入 2 20 5 1 5 3 输出 2 说明 开始时,小蓝控制所有大炮立即发射炮弹,僵王博士受到 101010 点伤害, 一秒后一号大炮装填完毕,小蓝控制其攻击僵王…

力扣 -- 152. 乘积最大子数组

一、题目&#xff1a; 题目链接&#xff1a;152. 乘积最大子数组 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 二、解题步骤 下面是用动态规划的思想解决这道题的过程&#xff0c;相信各位小伙伴都能看懂并且掌握这道经典的动规题目滴。 三、参考代码&#xff1a; class Solut…

分布式数据库 Join 查询设计与实现浅析

目录 前言&#xff1a; ①Mysql 分库分表 Join 查询场景 sharding-jdbc Code Insight SQL 路由策略 ②Elasticsearch Join 查询场景 elasticsearch-sql Code Insight ③More Than Join Join 算法 Elasticsearch Nested 类型 前言&#xff1a; 分布式数据库 Join 查…

Unity 2D 针对单个物体的空气墙(能指定物体的碰撞器)

笔者也是废了九牛二虎之力才发现这个API并选择一种相对效率高还简单的实现方法 克服了同层级空气墙的问题 这样可以实现只跟列表里的物体能发生碰撞 在使用之前请确保&#xff1a;空气墙 原本 可以与列表指定的物体发生碰撞 然后本脚本会自动取消列表外的全部碰撞&#xff…

使用spark进行hbase的bulkload

使用spark进行hbase的bulkload 一、 背景 HBase 是一个面向列&#xff0c;schemaless&#xff0c;高吞吐&#xff0c;高可靠可水平扩展的 NoSQL 数据库&#xff0c;用户可以通过 HBase client 提供的 put get 等 api 实现在数据的实时读写。在过去的几年里&#xff0c;HBase …

C++面向对象程序设计-基础入门(超详细)

目录 一、c概述 二、初识c 1、第一个c程序 2、c面向对象的三大特性&#xff08;重要&#xff09; 三、作用域运算符&#xff1a;&#xff1a; 1、使用关键字namespace创建一个命名空间 2、命名空间只能定义在全局 3、 命名空间嵌套 4、随时将新的成员加入命名空间 5、命…

uni-app : 监听路由变化

在App.vue中 在 onLaunch中,利用拦截器监听 navigateTo等, 切记要在 invoke回调函数中查看, 要是再 success回调函数中,都路由完成了,还看啥? onLaunch(){ uni.addInterceptor(navigateTo, { //监听跳转invoke(e) {console.log(******** invoke-navigateTo ********, e.url)}…

AI工具集:【stablefoundation】satblediffusion官方免费实验机器人

stablefoundation是satble diffusion官方免费实验机器人,与midjourney一样在discord上操作 视频教程 https://v.douyin.com/ibgQTU7/ 图文教程 1、打开网址: https://stabledigest.substack.com/ 2、点击discord 3、加入stable foundation 4、点击找到机器人频道&#xf…

Linux —— 环境变量

环境变量&#xff08;environment variables&#xff09;&#xff0c;一般指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数&#xff1b;如在编写的C/C代码链接时&#xff0c;所链接的动态、静态库的位置&#xff0c;就是通过相关环境变量帮助编译器进行查找的&#xff1b;环…

Stephen Wolfram:一次只添加一个词

It’s Just Adding One Word at a Time 一次只添加一个词 That ChatGPT can automatically generate something that reads even superficially like human-written text is remarkable, and unexpected. But how does it do it? And why does it work? My purpose here is t…

PID输出反馈回路调控算法原理

本文章学习研究PID闭环回路控制算法&#xff0c;介绍帮助大家理解这个算法&#xff0c;希望看后觉得有用就三连支持一下。 目录 认识PID: PID算法知识理论学习&#xff1a; 首先看PID原理的框图&#xff1a; 一、比例算法P&#xff1a; 二、积分算法I&#xff1a; 三、微…

new Vue () 中的 render 函数与 templete 模板

首先新建一个空的 Vue 项目&#xff0c;我们会在 main.js 文件中发现如下代码 import Vue from vue import App from ./App.vue// 关闭vue的生产提示 Vue.config.productionTip falsenew Vue({render: h > h(App), }).$mount(#app) $mount(#app) &#xff1a;可以参考之前…

Git使用--多人协作

多人协作 多⼈协作git branch -rgit checkout -b dev origin/dev 远程分⽀删除后&#xff0c;本地git branch -a依然能看到的解决办法git remote show origingit remote prune origin 多⼈协作 截止到目前&#xff0c;我们学习了如下Git的相关知识&#xff1a; 基本完成Git的…