- 一、冒泡排序原理
- 二、冒泡排序实现
- 三、认识Arrays类
- 四、Arrays类的应用
- 五、认识二维数组
- 六、使用二维数组
一、冒泡排序原理
案例：将5个人从矮到高排队（小绿、小红、小黄、小蓝、小黑）
原理：从前往后，依次两两比较，前者比后者大就交换位置，否则不交换
第一轮：
第一步：小绿与小红比，小绿比小红矮，符合排队规则，不交换位置
第二步：小红与小黄比，小红比小黄矮，符合排队规则，不交换位置
第三步：小黄与小蓝比，小黄比小蓝高，不符合排队规则，两个交换位置
第四步：小黄与小黑比，小黄比小黑高，不符合排队规则，两个交换位置
至此，第一轮遍历结束，共比较四次，最大的小黄冒出水面；因此第二轮比较小黄就不参与排队了
第二轮：
第一步：小绿与小红比，小绿比小红矮，符合排队规则，不交换位置
第二步：小红与小蓝比，小红比小蓝矮，符合排队规则，不交换位置
第三步：小蓝与小黑比，小蓝比小黑高，不符合排队规则，两个交换位置
至此，第二轮遍历结束，共比较三次，最大的小蓝也冒出水面了，不参与下一轮的比较
第三轮：
第一步：小绿与小红比，小绿比小红矮，符合排队规则，不交换位置
第二步：小红与小黑比，小红比小黑高，不符合排队规则，交换位置
至此，第三轮遍历结束，共比较两次，最大的小红也冒出水面了，不参与下一轮的比较
第四轮：
第一步：小绿与小黑比，小绿比小黑高，不符合排队规则，两个交换位置
至此，所有排序结束，第四轮共比较一次，小绿冒出，顺序排列完成。
每一轮都有一个最大的数冒出，因此形象的称这个算法为冒泡排序；
二、冒泡排序实现
分析：
第一轮：比较4次；
第二轮：比较3次；
第三轮：比较2次；
第四轮：比较1次；
轮数在循环，比较次数也在循环，自然想到双重循环；那么哪个作外层循环？哪个作内层循环呢？想到之前讲到的地球公转与自转的例子，明显轮作外层循环，比较次数作内层循环比较合适；因为一轮要比较多次。
用双重循环将5个数字升序排序：
①5个数字如何存放？用数组存放，数组.length = 5
②控制比较多少轮？外层循环，循环变量i（5个数比较4轮，6个数比较5轮，n个数比较（n-1）轮）
③控制每轮比较多少次？内存循环，循环变量j（i从0开始，i=0,j=4;i=1,j=3…故j = 4 - i,推广到n个数就是j = n-1-i）
④交换数据
public class SortNums{
public static void main(String[] args){
int[] nums = {16,25,9,90,23};
System.out.println("*******冒泡排序前*******");
for(int num : nums){
System.out.print(num + "t");
}
//冒泡排序
for(int i = 0;i < nums.length-1;i++){
for(int j = 0;j < nums.length-1-i;j++){
//比较并交换数字
if(nums[j] > nums[j+1]){ //按升序排列
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[j+1];
nums[j+1] = temp;
}
}
}
System.out.println("n*******冒泡排序后******");
for(int num : nums){
System.out.print(num + "t");
}
}
}
思考：如何手动输入数据，并进行排序？如何进行降序排列？
import java.util.Scanner;
public class SortNums{
public static void main(String[] args){
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("请依次输入五个数字：");
int[] nums = new int[5];
for(int i = 0;i < nums.length;i++){
nums[i] = input.nextInt();
}
System.out.println("*******冒泡排序前*******");
for(int num : nums){
System.out.print(num + "t");
}
//冒泡排序
for(int i = 0;i < nums.length-1;i++){
for(int j = 0;j < nums.length-1-i;j++){
//比较并交换数字
if(nums[j] < nums[j+1]){ //按降序排列
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[j+1];
nums[j+1] = temp;
}
}
}
System.out.println("n*******冒泡排序后******");
for(int num : nums){
System.out.print(num + "t");
}
}
}
三、认识Arrays类
Arrays使用java.util.Arrays类：
（1）java.util包提供的工具类
（2）Arrays类提供操作数组的方法，如排序、查询
（3）Arrays类的sort()方法：对数组进行升序排列
例1：获取5名学员的成绩，并使用Arrays类对其排序；
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class SortScoreByArrays{
public static void main(String[] args){
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("请依次输入五个数字：");
int[] nums = new int[5];
for(int i = 0;i < nums.length;i++){
nums[i] = input.nextInt();
}
System.out.println("*******Arrays排序前*******");
for(int num : nums){
System.out.print(num + "t");
}
//Arrays排序
Arrays.sort(nums);
System.out.println("n*******Arrays排序后******");
for(int num : nums){
System.out.print(num + "t");
}
}
}
使用Arrays的sort方法只需要一行代码就可以进行排序，但并不是说之前学过的排序算法就没有用，sort方法就是封装了排序算法，所以两者我们都要掌握！
sort方法是对数组升序排列，那如何降序排列呢？很简单，先使用sort方法使数组按升序排好，输出时倒着输出就可以了。
四、Arrays类的应用
1：Arrays类常用方法
接下来通过代码练习上述方法：
import java.util.Arrays;
public class ArraysMethods{
public static void main(String[] args){
//equals(array1,array2)的作用是：比较两个数组是否相等
System.out.println("-------equals(array1,array2)方法--------");
int[] arr1 = {10,50,40,30};
int[] arr2 = {10,50,40,30};
int[] arr3 = {60,50,85};
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr3));
//toString(array)的作用是：将一个数组array转换成字符串
System.out.println("--------toString(array)方法-------------");
int[] arr = {10,50,40,30};
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//fill(array,val)的作用是：把数组array的所有元素都赋值为val
System.out.println("--------fill(array,val)方法-------------");
int[] arr4 = {10,50,40,30};
Arrays.fill(arr4, 100); //该方法没有返回值
System.out.println(Arrays.toString(arr4));
//copyOf(array,length)的作用是：把数组array复制成一个长度为length的新数组
System.out.println("--------copyOf(array,length)方法--------");
int[] arr5 = {10,50,40,30};
int[] arr6 = Arrays.copyOf(arr5, 4);
System.out.println(Arrays.toString(arr6));
//binarySearch(array,val)的作用是：查询元素值val在数组array中的下标
System.out.println("--------binarySearch(array,val)方法--------");
int[] arr7 = {10,50,40,30};
Arrays.sort(arr7); //先将数组升序排列：10，30，40，50
int index = Arrays.binarySearch(arr7, 40);
System.out.println(index);
}
}
2：Arrays类排列字符
使用Arrays类升序排列一组字符，并查找某个特殊字符在升序后数组中的位置；
import java.util.Arrays;
public class ArraysSortChar {
public static void main(String[] args) {
// 字符排序
char[] chars = new char[] { 'a', 'c', 'u', 'b', 'e', 'p', 'f', 'z' };
System.out.print("原字符序列：");
for (char oldChar : chars) {
System.out.print(oldChar + " ");
}
// 查找特定字符b的位置
Arrays.sort(chars); //按照字符的ASCII进行升序排列
System.out.print("n排序后的字符序列：");
for (char oldChar : chars) {
System.out.print(oldChar + " ");
}
int index = Arrays.binarySearch(chars, 'b');
System.out.println("ne字符b在数组中的位置是：" + index);
}
}
Java中有很多方法，我们不可能都准确的记住他们是如何使用的，当我们需要使用某个方法时，我们可以查找JDK帮助文档，就像小学学语文时遇到不会的字就查字典一样，下面别人分享的JDK帮助文档中文版。
jdk帮助文档：https://blog.csdn.net/qq_40147863/article/details/83051268
五、认识二维数组
为什么要学习多维数组？
有这样一个需求：要求对5个班5名学生的某门课程的成绩进行各种操作，如何实现？
对于一维数组，我们可以对5名同学的成绩进行求和，求平均值等操作，可是现在有五个班，该如何实现呢？有人会想到可以定义一个长度为25的一维数组，可是这样又如何区分每个学生的成绩属于哪个班呢？显然不妥！亦或者可以定义5个长度为5的数组存储数据，这样当然也可以，只是太麻烦，要是有100个班呢？还得定义100个数组，显然也不妥！
我们可以使用二维数组解决这个问题，只需要使用一个数组就可以存储5个班的同学成绩。所谓二维数组就是多个一维数组拼成一个二维数组
<数据类型> [ ][ ] 数组名；或者 <数据类型> 数组名 [ ][ ]
int[][] scores; //定义二维数组 scores = new int[5][50]; //分配内存空间：5个长度为50的一维数组拼成一个二维数组，二维数组长度为5 //或者 int[][] scores = new int[5][50];定义二维数组时，要定义最大维数
int[][] scores = new int[5][]; //正确，二维数组长度为5，每个一维数组长度可以不定义 int[][] scores = new int[][]; //错误，没有定义二维数组的长度
总结：二维数组实际上就是一个以一维数组为元素的一维数组，一维数组元素是数据，而二维数组元素是一维数组；这里我想到了学习c语言的时候，谭浩强老师的教材是将二维数组比作按排按列排队，
比如a[3][5]就是3行5列的方队，其中二维数组长度就是有几排，每一排多少个人就是每一个一维数组的长度。
六、使用二维数组
如何定义并赋值？
写法一：int[ ][ ] scores = new int[ ][ ]{{90,85,92,78,54},{76,63,80},{87}};
写法二：int scores[ ][ ] = {{90,85,92,78,54},{76,63,80},{87}};
例2：5个班各5名学生的某门课程的成绩，如何计算5个班各自的总成绩
import java.util.Scanner;
public class ClassScoreTotal{
public static void main(String[] args){
Scanner input = new Scanner(System.in);
int[][] scores = new int[5][5];
//为班级同学成绩赋值
for(int i = 0;i < scores.length;i++){
System.out.println("------第"+(i+1)+"个班-------");
for(int j = 0;j < scores[i].length;j++){
scores[i][j] = input.nextInt();
}
}
//完成5个班级的成绩统计
System.out.println("---------统计成绩----------");
for(int i = 0;i < scores.length;i++){
int sum = 0;
for(int j = 0;j < scores[i].length;j++){
sum += scores[i][j];
}
System.out.println("第"+(i+1)+"个班的同学的总成绩为："+sum);
}
}
}
二维数组经常结合双重循环使用
