数组简介:
概述:是多个相同类型数据按照一定顺序排列的集合,并使用一个名字命名、通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
数组的特点:
数组本身是引用数据类型,而数组元素可以是任何数据类型;
创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间,而数组名中引用的是这块连续空间的首地址。
数组的长度一旦确定就不能更改、数组可以根据元素的下标调用指定位置的数据(数组对象分配空间后,才可以引用数组中的每个元素)、且数组的下标是从0开始的
每个数组都有一个属性length指明它的长度
数组的分类:
按照维度:一维数组、二维数组、三维数组、…多维数组
按照元素的数据类型分:基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组(即对象数组)
数组的值的默认值:
数组是引用类型,它的元素相当于类的成员变量,因此数组一分配空间,其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。对于基本数据类型而言,都是基本数据类型的默认值,引用数据类型的默认值是null(注意与0不同!)
一维数组:
声明方式一(动态初始化):数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行
int[] array = new int[3];
int[0] = 1;
或
String names[];
names = new String[3];
names[0] = “钱学森”;
声明方式一(静态初始化):在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值
int arr[] = new int[]{ 3, 9, 8};
或
int[] arr = {3,9,8};
注:这样不行
int[] arr;
arr = {3,9,8};
一维数组元素的引用方式:
数组名[数组元素下标]、数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
int [] array = int[]{1,2,3,4};
int num = array[1];
//这时num的值等于2
注:
Java语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的数), 例如: int a[5];
拓展:内存的简化结构图:
一维数组内存解析图:
一维数组的遍历:
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] + " ");
}
//使用加强型for循环 打印所有数组元素
for (double element: myList) {
System.out.println(element);
}
多维数组:
定义:是一维数组array1又作为另一个一维数组array2的元素而存在;
格式1(动态初始化):
int[][] arr = new int[3][2];
定义了名称为arr的二维数组
二维数组中有3个一维数组
每一个一维数组中有2个元素
一维数组的名称分别为arr[0], arr[1], arr[2]
给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是:arr[0][1] = 78;
格式2(动态初始化):
每个一维数组都是默认初始化值null (注意:区别于格式1)
int[][] arr = new int[3][];
可以对这个三个一维数组分别进行初始化
arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2];
注:
int[][]arr = new int[][3]; //非法
格式3(静态初始化):int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};
定义一个名称为arr的二维数组,二维数组中有三个一维数组
每一个一维数组中具体元素也都已初始化
第一个一维数组 arr[0] = {3,8,2};
第二个一维数组 arr[1] = {2,7};
第三个一维数组 arr[2] = {9,0,1,6};
第三个一维数组的长度表示方式:arr[2].length;
注
注意特殊写法情况:int[] x,y[]; x是一维数组,y是二维数组。
Java中多维数组不必都是规则矩阵形式
二维数组获取指定位置的值:
int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};
arr[0][];
或
arr[0][0];
二维数组内存解析:
二维数组的遍历:
//外循环遍历有几个一维数组
for(;;;){
//内循环遍历每一个一维数组的元素
for(;;;){
...
}
}
或
//使用加强型for循环 打印所有数组元素
for (type element: myList) {
for (type element1: element) {
sysout(element1)
}
}
数组的复制:
注:是复制数组,不是赋值数组(array1=array2,这种只是把地址值给了另一个数组),复制的数组内容相同,但都是独立的。
int[] array1, array2;
array1 = new int[] { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 };
//复制array1数组给array2
array2 = new int[array1.length];
for(int i = 0;i < array2.length;i++){
array2[i] = array1[i];
}
数组的反转:
int[] array = {1,2,3,4,5,6};
for(int i=0;i
数组的查找:
线性查找:一个一个对比、然后返回索引
二分查找:
//二分法查找:要求此数组必须是有序的。
int[] arr3 = new int[]{-99,-54,-2,0,2,33,43,256,999};
boolean isFlag = true;
int number = 256;
int head = 0;//首索引位置
int end = arr3.length - 1;//尾索引位置
while(head <= end){
int middle = (head + end) / 2;//中间位置
if(arr3[middle] == number){
System.out.println("找到指定的元素,索引为:" + middle);
isFlag = false;
break;
}else if(arr3[middle] > number){
end = middle - 1;
}else{//arr3[middle] < number
head = middle + 1;
}
}
if(isFlag){
System.out.println("未找打指定的元素");
}
数组的排序:
排序:假设含有n个记录的序列为{R1,R2,...,Rn},其相应的关键字序列为
{K1,K2,...,Kn}。将这些记录重新排序为{Ri1,Ri2,...,Rin},使得相应的关键
字值满足条Ki1<=Ki2<=...<=Kin,这样的一种操作称为排序。
通常来说,排序的目的是快速查找。
衡量排序算法的优劣:
1.时间复杂度:分析关键字的比较次数和记录的移动次数
2.空间复杂度:分析排序算法中需要多少辅助内存
3.稳定性:若两个记录A和B的关键字值相等,但排序后A、B的先后次序保
持不变,则称这种排序算法是稳定的。
排序算法分类:内部排序和外部排序。
内部排序:整个排序过程不需要借助于外部存储器(如磁盘等),所有排
序操作都在内存中完成。
外部排序:参与排序的数据非常多,数据量非常大,计算机无法把整个排
序过程放在内存中完成,必须借助于外部存储器(如磁盘)。外部排序最
常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。
十大内部排序:
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、Shell排序
归并排序
桶式排序
基数排序
冒泡排序:
定义:1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大(升序),就交换他们两个。
2. 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步
做完后,最后的元素会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要
比较为止。
快速排序:
排序思想:
1. 从数列中挑出一个元素,称为"基准"(pivot),
2. 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准
值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区结束之后,
该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
3. 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数
列排序。
4. 递归的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好
了。虽然一直递归下去,但是这个算法总会结束,因为在每次的迭代
(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
算法的5大特征:
说明:满足确定性的算法也称为:确定性算法。现在人们也关注更广泛的概念,例如
考虑各种非确定性的算法,如并行算法、概率算法等。另外,人们也关注并不要求终
止的计算描述,这种描述有时被称为过程(procedure)。
Arrays工具类:
java.util.Arrays类即为操作数组的工具类,包含了用来操作数组(比如排序和搜索)的各种方法。
copyOf(arr,int newlength):复制指定的数组,生成指定长度的数组。
数组中常见的异常:
数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)
int[] arr = new int[2];
System.out.println(arr[2]);
System.out.println(arr[-1]);
访问到了数组中的不存在的脚标时发生。
空指针异常(NullPointerException)
int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);
arr引用没有指向实体,却在操作实体中的元素时。



