04_Java基础语法_第4天（数组）_讲义

拼搏现实的明天。 2022-05-06 02:30 253阅读 0赞

第4天 Java基础语法  
今日内容介绍  
 流程控制语句（switch）  
 数组  
第1章 流程控制语句  
1.1 选择结构switch  
switch 条件语句也是一种很常用的选择语句，它和if条件语句不同，它只能针对某个表达式的值作出判断，从而决定程序执行哪一段代码。例如，在程序中使用数字1~7来表示星期一到星期天，如果想根据某个输入的数字来输出对应中文格式的星期值，可以通过下面的一段伪代码来描述：

用于表示星期的数字
    	如果等于1，则输出星期一
    	如果等于2，则输出星期二
    	如果等于3，则输出星期三
    	如果等于4，则输出星期四
    	如果等于5，则输出星期五
    	如果等于6，则输出星期六
    	如果等于7，则输出星期天

对于上面一段伪代码的描述，大家可能会立刻想到用刚学过得if…else if…else语句来实现，但是由于判断条件比较多，实现起来代码过长，不便于阅读。Java中提供了一种switch语句来实现这种需求，在switch语句中使用switch关键字来描述一个表达式，使用case关键字来描述和表达式结果比较的目标值，当表达式的值和某个目标值匹配时，会执行对应case下的语句。具体实现代码如下：

switch(用于表示星期的数字) {
        case 1 :
            输出星期一;
            break;
        case 2 :
            输出星期二;
            break;
        case 3 :
            输出星期三
            break;
        case 4 :
            输出星期四;
            break;
        case 5 :
            输出星期五;
            break;
        case 6:
            输出星期六;
            break;
        case 7:
            输出星期天;
            break;
    }

上面改写后的伪代码便描述了switch语句的基本语法格式，具体如下：

switch (表达式){
    	case 目标值1:
    		执行语句1
    		break;
    	case 目标值2:
    		执行语句2
    		break;
    	．．．．．．
    	case 目标值n:
    		执行语句n
    		break;
    	default:
    		执行语句n+1
    		break;
    }

在上面的格式中，switch语句将表达式的值与每个case中的目标值进行匹配，如果找到了匹配的值，会执行对应case后的语句，如果没找到任何匹配的值，就会执行default后的语句。switch语句中的break关键字将在后面的做具体介绍，此处，我们只需要知道break的作用是跳出switch语句即可。  
需要注意的是，在switch语句中的表达式只能是byte、short、char、int类型的值，如果传入其它类型的值，程序会报错。但上述说法并不严谨，实际上在JDK5.0中引入的新特性enum枚举也可以作为switch语句表达式的值，在JDK7.0中也引入了新特性，switch语句可以接收一个String类型的值。  
1.2 选择结构switch练习  
接下来通过一个案例演示根据数字来输出中文格式的星期，如下所示。SwitchDemo01.java

/*
    	选择语句 switch语句
    	编写格式：
    		switch(表达式){
    			case 常量1:
    				要执行的语句;
    			break;
    			
    			case 常量2:
    				要执行的语句;
    			break;		
    
    			case 常量3:
    				要执行的语句;
    			break;	
    
    			case 常量4:
    				要执行的语句;
    			break;	
    				
    			default:
    				要执行的语句;
    			break;	
    		}
    		执行流程：表达式,和case后面的常量进行比较
    		和哪个case后的常量相同,就执行哪个case后面的程序,遇到break,就全结束
    		
    		用于表示星期的数字
    		如果等于1，则输出星期一
    		如果等于2，则输出星期二
    		如果等于3，则输出星期三
    		如果等于4，则输出星期四
    		如果等于5，则输出星期五
    		如果等于6，则输出星期六
    		如果等于7，则输出星期天
    
    */
    public class SwitchDemo{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义变量,保存星期几的整数
    		int week = 6;
    		//switch语句
    		switch(week){
    			case 1:
    				System.out.println("星期一");
    			break;
    			
    			case 2:
    				System.out.println("星期二");
    			break;
    			
    			case 3:
    				System.out.println("星期三");
    			break;
    			
    			case 4:
    				System.out.println("星期四");
    			break;
    			
    			case 5:
    				System.out.println("星期五");
    			break;
    			
    			case 6:
    				System.out.println("星期六");
    			break;
    			
    			case 7:
    				System.out.println("星期日");
    			break;
    			
    			default:
    				System.out.println("星期不存在");
    			break;
    		}
    	}
    	
    }

![在这里插入图片描述][70]  
在使用switch语句的过程中，如果多个case条件后面的执行语句是一样的，则该执行语句只需书写一次即可，这是一种简写的方式。例如，要判断一周中的某一天是否为工作日，同样使用数字1~7来表示星期一到星期天，当输入的数字为1、2、3、4、5时就视为工作日，否则就视为休息日。接下来通过一个案例来实现上面描述的情况，如下所示。SwitchDemo02.java

/*
    	Switch特性：case穿透性
    	案例：星期1-5输出 工作日,星期6-7 输出休息日
    	case 1 case 2....case5输出结果相同
    	
    	case 后面的常量,和switch中数据相同,没有break,一直往下穿透
    	case后面没有break,程序就会一直往下穿透
    	    
    */
    public class SwitchDemo_1{
    	public static void main(String[] args){
    		int week = 6;
    		
    		//switch语句
    		switch(week){
    			case 1:		
    			
    			case 2:
    		
    			case 3:
    			
    			case 4:
    		
    			case 5:
    				// 当 week 满足值 1、2、3、4、5 中任意一个时，处理方式相同
    				System.out.println("工作日");
    			break;
    			
    			case 6:
    			
    			case 7:
    				// 当 week 满足值 6、7 中任意一个时，处理方式相同
    				System.out.println("休息日");
    			break;
    			
    			default:
    				System.out.println("星期不存在");
    			break;
    		}
    	}
    	
    }

![在这里插入图片描述][70 1]  
第2章 数组  
在生活中，我们可能会碰到如下的场景。  
现在需要统计某公司员工的工资情况，例如计算平均工资、最高工资等。假设该公司有50名员工，用前面所学的知识完成，那么程序首先需要声明50个变量来分别记住每位员工的工资，这样做会显得很麻烦。  
其实在Java中，我们可以使用一个数组来记住这50名员工的工资。数组是指一组数据的集合，数组中的每个数据被称作元素。在数组中可以存放任意类型的元素，但同一个数组里存放的元素类型必须一致。  
2.1 数组的定义  
在Java中，可以使用以下格式来定义一个数组。如下  
数据类型\[\] 数组名 = new 数据类型\[元素个数或数组长度\];

int[] x = new int[100];

上述语句就相当于在内存中定义了100个int类型的变量，第一个变量的名称为x\[0\]，第二个变量的名称为x\[1\]，以此类推，第100个变量的名称为x\[99\]，这些变量的初始值都是0。为了更好地理解数组的这种定义方式，可以将上面的一句代码分成两句来写，具体如下：

int[] x;	          // 声明一个int[]类型的变量
    x = new int[100];	// 创建一个长度为100的数组

![在这里插入图片描述][70 2]  
![在这里插入图片描述][70 3]

/*
    	定义数组容器：
    		定义数组容器,要素,强制数据类型的语言
    		必须有数据类型,大小,就是存储数据的个数
    		定义数组公式：
    		 数据类型[] 变量名 = new 数据类型[存储元素的个数];
    			
    			数据类型：数组中存储元素的数据类型
    			[] 表示数组的意思
    			变量名 自定义标识符
    			
    			new 创建容器关键字
    			数据类型：数组中存储元素的数据类型
    			[] 表示数组的意思
    			元素个数,就是数组中,可以存储多少个数据(恒定,定长)
    	     数组是一个容器：存储到数组中的每个元素,都有自己的自动编号
    		 自动编号，最小值是0 最大值，数组长度-1
    		 自动编号-专业名词--索引(index),下标,角标
    		 访问数组存储的元素,必须依赖于索引,公式,数组名[索引]
    		 
    		 java提供一个属性,操作索引的
    		 数组的一个属性：就是数组的长度,属性的名字length
    		 使用属性：数组名.length 数据类型 int
    		 
    		 数组的最小索引是0，最大索引数组，length-1
    */
    public class ArrayDemo{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义数组,存储整数,容器长度,3个
    		//数据类型[] 变量名 = new 数据类型[存储元素的个数]
    		int[] arr = new int[3];
    		//arr是数组的首地址
    		System.out.println(arr);
    		
    		//数组容器创建好,会看到数组初始化为0
    		//通过索引的方式,数组中的三个元素
    		System.out.println(arr[0]);//0
    		System.out.println(arr[1]);//0
    		System.out.println(arr[2]);//0
    		
    		System.out.println(arr.length);
    	}
    	
    	
    }

![在这里插入图片描述][70 4]  
在上述代码中声明了一个int\[\]类型变量arr，并将数组在内存中的地址赋值给它。在5~7行代码中通过角标来访问数组中的元素，在第8行代码中通过length属性访问数组中元素的个数。从打印结果可以看出，数组中的三个元素初始值都为0，这是因为当数组被成功创建后，数组中元素会被自动赋予一个默认值，根据元素类型的不同，默认初始化的值也是不一样的。具体如下表所示。  
![在这里插入图片描述][70 5]  
如果在使用数组时，不想使用这些默认初始值，也可以显式地为这些元素赋值。接下来通过一个程序来学习如何为数组的元素赋值，如下所示。ArrayDemo02.java  
/\*  
数组的操作,使用索引,对数组中的元素赋值  
\*/  
public class ArrayDemo\_2\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
//定义数组,存储int类型数组,长度就是5  
int\[\] arr = new int\[5\];

//将1索引上的元素,赋值为3
    	arr[1] = 3;
    	System.out.println(arr[1]);
    	System.out.println(arr[0]);
    	
    }

在定义数组时只指定数组的长度，由系统自动为元素赋初值的方式称作动态初始化。
    在初始化数组时还有一种方式叫做静态初始化，就是在定义数组的同时就为数组的每个元素赋值。数组的静态初始化有两种方式，具体格式如下：

1、类型\[\] 数组名 = new 类型\[\]\{元素，元素，……\};  
2、类型\[\] 数组名 = \{元素，元素，元素，……\};

上面的两种方式都可以实现数组的静态初始化，但是为了简便，建议采用第二种方式。接下来通过一段代码来演示数组静态初始化的效果，如下所示。ArrayDemo03.java

/\*  
数组遍历：  
将所有数组元素,全获取  
依靠索引,规律从0开始,一直在自动增长1，到达length-1  
循环来实现：  
for 知道循环次数,计数器思想  
while:不确定循环次数  
\*/  
public class ArrayDemo\_3\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
// 静态初始化  
int\[\] arr = \{1,2,3,4,5,6,0\};  
// 下面的代码是依次访问数组中的元素  
for(int i = 0; i < arr.length; i++)\{  
System.out.println(arr\[i\]);  
\}

}

2.2	数组遍历
    在操作数组时，经常需要依次访问数组中的每个元素，这种操作称作数组的遍历。接下来通过一个案例来学习如何使用for循环来遍历数组，如下所示。ArrayDemo04.java
    
    ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdn.net/20181012214320487?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDgwNzI0Nw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
    2.3	数组的常见问题
    数组在编写程序时应用非常广泛，灵活地使用数组对实际开发很重要。接下来，本节将针对数组的常见操作进行详细地讲解，如数组的遍历、最值的获取、数组的排序等。
    2.3.1	数组最值
    在操作数组时，经常需要获取数组中元素的最值。接下来通过一个案例来演示如何获取数组中元素的最大值，如下所示。ArrayDemo05.java

/\*  
计算数组中的最大值  
数组 \{4,1,7,5\};作比较

\*/  
public class ArrayDemo\_5\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
//定义数组,int类型  
int\[\] arr = \{5,1,2,6,8,9,1,4\};  
//定义变量,记录数组中0索引上的元素  
int max = arr\[0\];

//遍历数组,获得所有的元素,和变量max作比较
    	for(int i = 1; i < arr.length; i++){
    		//变量max和数组中的每个元素作比较
    		//如果max小于数组中的一个元素
    		if(max < arr[i]){
    			//将较大的数组中元素赋值给max
    			max = arr[i];
    		}
    	}
    	//遍历完成，变量max就是数组中最大值
    	System.out.println(max);
    }

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdn.net/20181012214521787?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDgwNzI0Nw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
    上述代码中，定义了一个临时变量max，用于记住数组的最大值。通过for 循环获取数组中的最大值，赋值给max变量。
    首先假设数组中第一个元素arr[0]为最大值，然后使用for循环对数组进行遍历，在遍历的过程中只要遇到比max值还大的元素，就将该元素赋值给max。这样一来，变量max就能够在循环结束时记住数组中的最大值。需要注意的是，在for循环中的变量i是从1开始的，这样写的原因是程序已经假设第一个元素为最大值，for循环中只需要从第二个元素开始比较，从而提高程序的运行效率。
    2.3.2	数组异常
    2.3.2.1	数组越界异常
    每个数组的索引都有一个范围，即0~length-1。在访问数组的元素时，索引不能超出这个范围，否则程序会报错，如下所示。ArrayDemo06.java
    上图运行结果中所提示的错误信息是数组越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException，出现这个异常的原因是数组的长度为4，其索引范围为0~3，而上述代码中的第4行代码使用索引4来访问元素时超出了数组的索引范围。
    所谓异常指程序中出现的错误，它会报告出错的异常类型、出错的行号以及出错的原因，关于异常在后面的章节会有详细地讲解。
    2.3.2.2	空指针异常
    在使用变量引用一个数组时，变量必须指向一个有效的数组对象，如果该变量的值为null，则意味着没有指向任何数组，此时通过该变量访问数组的元素会出现空指针异常，接下来通过一个案例来演示这种异常，如下所示。ArrayDemo07.java
    通过上图所示的运行结果可以看出，上述代码中第4、5行代码都能通过变量arr正常地操作数组。第6行代码将变量置为null，当第7行代码再次访问数组时就出现了空指针异常NullPointerException。
    2.4	二维数组
    在程序中可以通过一个数组来保存某个班级学生的考试成绩，试想一下，如果要统计一个学校各个班级学生的考试成绩，又该如何实现呢？这时就需要用到多维数组，多维数组可以简单地理解为在数组中嵌套数组。在程序中比较常见的就是二维数组，接下来针对二维数组进行详细地讲解。
    2.4.1	二维数组的定义格式
    二维数组的定义有很多方式，接下来针对几种常见的方式进行详细地讲解，具体如下：
    第一种方式：

int\[\]\[\] arr = new int\[3\]\[4\];

上面的代码相当于定义了一个3*4的二维数组，即二维数组的长度为3，二维数组中的每个元素又是一个长度为4的数组，接下来通过一个图来表示这种情况，如下图所示。
    第二种方式：

int\[\]\[\] arr = new int\[3\]\[\];

第二种方式和第一种类似，只是数组中每个元素的长度不确定，接下来通过一个图来表示这种情况，如下图所示。
    第三种方式：

int\[\]\[\] arr = \{ \{1,2\},\{3,4,5,6\},\{7,8,9\}\};

上面的二维数组中定义了三个元素，这三个元素都是数组，分别为{1,2}、{3,4,5,6}、{7,8,9}，接下来通过一个图来表示这种情况，如图2-54所示。
    对二维数组中元素的访问也是通过角标的方式，如需访问二维数组中第一个元素数组的第二个元素，具体代码如下：
    2.4.2	二维数组元素的访问
    操作二维数组时，经常需要获取数组中元素的值。接下来通过一个案例来演示如何获取数组中元素值，如下所示。ArrayDemo08.java

/\*  
二维数组  
数组中的数组,数组里面存储的还是数组  
定义方式和一维数组很相似：  
int\[\]\[\] 变量名 = new int\[3\]\[4\];  
定义一个二维数组  
\[3\] 表示：二维数组中,有三个一维数组  
\[4\] 表示：三个一维数组中,每个数组的长度是4  
\*/  
public class ArrayArrayDemo\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
int\[\]\[\] arr = new int\[3\]\[4\];  
System.out.println(arr);//二维数组的首地址

System.out.println(arr[1]);//一维数组的首地址
    	
    	//System.out.println(arr[2][4]);//越界异常 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4
    	
    	System.out.println(arr[2][3]);
    }

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/\*  
二维数组  
int\[\]\[\] arr = new int\[3\]\[\]  
二维数组中定义三个一维数组, 每个一维数组长度,没有指定  
arr\[0\]  
arr\[1\]  
arr\[2\]  
必须要new:  
arr\[0\] = new int\[5\];  
arr\[1\] = new int\[4\];  
最简单的二维数组定义方式：  
int\[\]\[\] arr = \{ \{1,4\},\{3,4,5,6\},\{8,9\}\};  
\*/  
public class ArrayArrayDemo\_1\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
int\[\]\[\] arr = \{ \{1,4\},\{3,4,5,6\},\{8,9\}\};

//问题：打印4
    	System.out.println(arr[1][1]);
    	
    	//问题：输出结果
    	//System.out.println(arr[0][2]);//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2
    }

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    2.4.3	二维数组元素遍历与数组元素累加和
    学习完了数组元素的访问，我们来学习下数组的遍历及数组的元素累加和操作。

/\*  
二维数组的遍历 arr\[m\]\[n\]  
二维数组中,存储m个一维数组,每个一维数组的长度n不同  
遍历：for循环,遍历二维数组  
遍历过程中,for遍历一维数组  
\*/  
public class ArrayArrayDemo\_2\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
int\[\]\[\] arr = \{ \{1,4\},\{3,4,5,6\},\{8,9\}\};

//外循环遍历二维数组
    	for(int i =0; i < arr.length;i++){
    		//内循环，遍历每个一维数组arr[0] arr[1] arr[2]
    		for(int j = 0; j < arr[i].length;j++){
    			System.out.println(arr[i][j]);
    		}
    		System.out.println();
    	}
    	
    	
    }

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    2.4.4	公司销售总和练习
    接下来通过一个案例来熟悉二维数组的使用。
    例如要统计一个公司三个销售小组中每个小组的总销售额以及整个公司的销售额。如下所示
    	第一小组销售额为{11, 12}万元
    	第二小组销售额为{21, 22, 23}万元
    	第三小组销售额为{31, 32, 33, 34}万元。、

/\*  
二维数组的遍历求和：  
第一小组销售额为\{11, 12\}万元  
第二小组销售额为\{21, 22, 23\}万元  
第三小组销售额为\{31, 32, 33, 34\}万元。  
每个小组就是一个数组,三个数组存储到一个数组中,形成二维数组  
求和:  
每个小组求和  
所有元素求和  
\*/  
public class ArrayArrayDemo\_3\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
int\[\]\[\] arr = \{ \{11, 12\},\{21, 22, 23\},\{31, 32, 33, 34\}\};  
//定义变量,保存2个求和的值  
int sum = 0;//所有元素的求和  
int groupSum = 0;//每个一维数组的求和

for(int i = 0;i < arr.length;i++){
    		for(int j = 0;j < arr[i].length;j++){
    			//将一维数组求和
    			groupSum += arr[i][j];
    		}
    		System.out.println("每个小组的总金额：" + groupSum + "万元");
    		//将每个一维数组的总和相加
    		sum += groupSum;
    		//groupSum给加完后,需要将之清零,否则算下一组的总金额,会影响
    		groupSum = 0;
    	}
    	System.out.println("本公司的总金额：" + sum + "万元。");	
    }

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    第3章	随机点名器案例
    3.1	案例介绍
    随机点名器，即在全班同学中随机的打印出一名同学名字。
    要做的随机点名器，它具备以下3个内容：
    	存储所有同学姓名
    	总览全班同学姓名
    	随机点名其中一人，打印到控制台
    在编写案例前，我们先来学习下本案例中所涉及到的知识点：
    	数组
    3.2	案例需求分析
    在全班同学中随机的打印出一名同学名字。
    我们对本案例进行分析，得出如下分析结果：
    1.存储全班同学名字
    2.打印全班同学每一个人的名字
    3.在班级总人数范围内，随机产生一个随机数，查找该随机数所对应的同学名字
    在存储同学姓名时，如果对每一个同学都定义一个变量进行姓名存储，则会出现过多孤立的变量，很难一次性将全部数据持有。此时，我们可以使用数组解决多个数据的存储问题。
    
    
    
    
    ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdn.net/20181012222041651?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDgwNzI0Nw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)

/\*  
随机点名器：  
1.存储姓名  
2.预览所有人的姓名  
3.随机出一个人的姓名  
\*/  
import java.util.Scanner;  
import java.util.Random;  
public class CallName\{  
public static void main(String\[\] args)\{  
//存储姓名,姓名存储到数组中  
//数组存储姓名,姓名的数据类型：String  
//创建一个存储多个同学名字的容器（数组）  
String\[\] names = new String\[3\];  
Scanner sc = new Scanner([System.in][]);

for (int i = 0; i < names.length; i++) {
    		System.out.println("存储第"+i+"个名称：");
    		names[i] = sc.next();
    	}
    
    		
    	//预览：遍历数组,打印所有姓名
    	for(int i = 0;i < names.length;i++){
    		System.out.println(names[i]);
    	}
    	System.out.println("========================");
    	
    	//随机出一个人的姓名
    	//利用随机数,生成一个整数,作为索引,到数组中找到对应的元素
    	Random ran = new Random();
    	//随机数,范围必须是0-数组的最大索引
    	int index = ran.nextInt(names.length);//index就是随机数,作为索引
    	System.out.println(names[index]);
    }

\}  
\`\`

[70]: /images/20220506/087d21d2e13347dba17adcf08421dedd.png
[70 1]: /images/20220506/8855c523aca14a4b990f17d0824ad2e9.png
[70 2]: /images/20220506/dc2e7ae5d3b24d2c96bae4904dafebbe.png
[70 3]: /images/20220506/d2242d0ba62242a1aa25528a672a87f3.png
[70 4]: /images/20220506/0b830cb947444a96ae0b6599be0ee94c.png
[70 5]: /images/20220506/d6af37c81b8542bbac5c5fb2aacb7705.png
[System.in]: http://System.in