数组基础知识点回顾

末蓝、 2022-05-17 11:43 298阅读 0赞

# 数组 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>概念</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>数组的好处</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这些元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>格式1：</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度]; 示例：int[] arr = new int[5];</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>格式2：</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>元素类型[] 数组名 = new 元素类型[]{元素，元素，……};int[] arr = new int[]{3,5,1,7}; int[] arr = {3,5,1,7};</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

如果需要存储大量的数据，例如如果需要读取100个数，那么就需要定义100个变量，显然重复写100次代码，是没有太大意义的。如何解决这个问题，Java语言提供了数组（array）的数据结构，是一个容器可以存储相同数据类型的元素，可以将100个数存储到数组中。

**1数组的概念**  
同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。运算的时候有很多数据参与运算,那么首先需要做的是什么.不是如何运算而是如何保存这些数据以便于后期的运算，那么数组就是一种用于存储数据的方式，能存数据的地方我们称之为容器，容器里装的东西就是数组的元素, 数组可以装任意类型的数据，虽然可以装任意类型的数据,但是定义好的数组只能装一种元素， 也就是数组一旦定义，那么里边存储的数据类型也就确定了。

**2 数组的好处**  
存数据和不存数据有什么区别吗？数组的最大好处就是能都给存储进来的元素自动进行编号. 注意编号是从0开始。方便操作这些数据。  
例如 学生的编号，使用学号就可以找到对应的学生。

**3数组的格式**  
元素类型\[\] 数组名 = new 元素类型\[元素个数或数组长度\];  
示例：int\[\] arr = new int\[5\];  
案例：  
需求: 想定义一个可以存储3个整数的容器  
实现：

**1声明数组变量**  
为了使用数组必须在程序中声明数组，并指定数组的元素类型  
=左半部分：  
先写左边明确了元素类型 是int ，容器使用数组，那么如何来标识数组？.那么用一个特殊的符号\[\]中括号来表示。想要使用数组是需要给数组起一个名字的,那么我们在这里给这个数组起名字为x .接着跟上等号。  
代码体现：  
int \[\] x  
注意：int x\[\] 也是一种创建数组的格式。推荐使用int \[\] x 的形式声明数组。

**2创建数组**  
=右半部分：  
要使用一个新的关键字.叫做new。new 用来在内存中产生一个容器实体，数据要存储是需要有空间的，存储很多数据的空间用new 操作符来开辟，new int\[3\]; 这个3是元素的个数。右边这部分就是在内存中定义了一个真实存在的数组，能存储3个元素。  
new int\[3\] 做了两件事情，首先使用new int\[3\] 创建了一个数组，然后把这个数组的引用赋值给数组变量x。  
int \[\] x=new int\[3\];

**x 是什么类型？**  
任何一个变量都得有自己的数据类型。注意这个x 不是int 类型的 。int 代表的是容器里边元素的类型。那么x 是数组类型的。  
数组是一种单独的数据类型。数据类型分为2大派，分为基本数据类型和引用数据类型。 第二大派是引用数据类型。那么大家现在已经接触到了引用数据类型三种当中的一种。就是数组类型 \[\] 中括号就代表数组。  
4、int\[\] arr = new int\[5\];在内存中发生了什么？  
内存任何一个程序,运行的时候都需要在内存中开辟空间.int\[\] arr = new int\[5\]; 这个程序在内存中是什么样?这就涉及到了java虚拟机在执行程序时所开辟的空间,那么java开辟启动了多少空间呢？继续学习java的内存结构。

### 数组初始化 ###

数组格式：

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

另一种定义：该形式可以直接明确数组的长度,以及数组中元素的内容

int[] x = { 1, 2, 3 };

int[] x=new int[]{
       1,2,3};

初始化方式1：不使用运算符new
    int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int[] arr2 = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
    初始化方式2：     
    int[] arr3=new int[3];
    arr3[0]=1;
    arr3[1]=5;
    arr3[2]=6;

如果数组初始化中不使用运算符new。需要注意：下列写法是错误的。

int[] arr; arr={1,2,3,4,5};

此时初始化数组，必须将声明，创建，初始化都放在一条语句中个，分开会产生语法错误。  
所以只能如下写：

int[] arr={1,2,3,4,5};

### 数组遍历 ###

public static void main(String[] args) {
            int[] x = { 1, 2, 3 };
            for (int y = 0; y < 3; y++) {
                System.out.println(x[y]);
                // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1;
            } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历
        }

数组中有一个属性可以获取到数组中元素的个数,也就是数组的长度. **数组名.length**

public static void main(String[] args) {
            int[] x = { 1, 2, 3 };
            for (int y = 0; y < x.length; y++) {
                System.out.println(x[y]);
                // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1;
            } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历
        }

### 数组的常见异常 ###

一 、数组角标越界异常:，注意：数组的角标从0开始。

public static void main(String[] args) {
            int[] x = { 1, 2, 3 };
            System.out.println(x[3]);
            //java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
    }

二、空指针异常:

public static void main(String[] args) {
            int[] x = { 1, 2, 3 };
            x = null;
            System.out.println(x[1]);
            // java.lang.NullPointerException
        }

数组:  
什么时候使用数组:当元素较多时为了方便操作这些数组,会先进行来临时存储，所使用的容器就是数组。  
特点:  
数组长度是固定的。

### 数组的内存分析 ###

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![这里写图片描述][70 1]  
![这里写图片描述][70 2]  
![这里写图片描述][70 3]

### 数组的常见操作 ###

案例  
一个数组取出最大值

/*定义一个获取最大值的功能: 1、确定结果 ：返回值类型 int 2、未知内容：要获取哪个数组的最大值没有确定，则是数组没有确定 思路： 1、定义一个变量，记录住数组的比较大的元素。 2、遍历整个数组，让数组的每一个元素都和该变量进行对比即可。 3、当变量遇到比它大的元素，则让该变量记录该元素的值，当循环结束时，最大 值产生了 */
    
        public static int getMax(int[] arr)
        {
            //定义变量记录较大的值，初始化为数组中的任意一个元素。
            int max = arr[0];
            for(int x=1; x<arr.length; x++)
            {
                if(arr[x]>max)
                    max = arr[x];
            }
            return max;
    
        }

##### 直接排序 #####

使用直接排序对数组进行排序：

/* 选择排序。 以一个角标的元素和其他元素进行比较。 在内循环第一次结束，最值出现的头角标位置上。 */
        public static void selectSort(int[] arr)
        {
            for(int x=0; x<arr.length-1; x++)
            {
                for(int y=x+1; y<arr.length; y++)//为什么y的初始化值是 x+1？ 因为每一次比较，
                                                //都用x角标上的元素和下一个元素进 行比较。
                {
                    if(arr[x]>arr[y])
                    {
                        int temp = arr[x];
                        arr[x] = arr[y];
                        arr[y] = temp;
                    }
                }
            }
          }

##### 冒泡排序 #####

/* 冒泡排序。 比较方式：相邻两个元素进行比较。如果满足条件就进行位置置换。 原理：内循环结束一次，最值出现在尾角标位置。 */
        public static void bubbleSort(int[] arr)
        {
            for(int x=0; x<arr.length-1; x++)
            {
                for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++)//-x:让每次参与比较的元减。
                                                    //-1:避免角标越界。
                {
                    if(arr[y]>arr[y+1])
                    {
                        int temp = arr[y];
                        arr[y] = arr[y+1];
                        arr[y+1] = temp;
                    }
                }
            }
    }

##### 折半查找(二分法) #####

/* 为了提高查找效率，可使用折半查找的方式，注意：这种查找只对有序的数组有效。 这种方式也成为二分查找法。 */
        public static int halfSeach(int[] arr,int key)
        {
            int min,mid,max;
            min = 0;
            max = arr.length-1;
            mid = (max+min)/2;
    
            while(arr[mid]!=key)
            {
                if(key>arr[mid])
                    min = mid + 1;
                else if(key<arr[mid])
                    max = mid - 1;
                if(min>max)
                    return -1;
                mid = (max+min)/2;
            }
            return mid;
        }

##### 数组翻转 #####

/* 反转其实就是头角标和尾角标的元素进行位置的置换， 然后在让头角标自增。尾角标自减。 当头角标<尾角标时，可以进行置换的动作。 */
        public static void reverseArray(int[] arr)
        {
            for(int start=0,end=arr.length-1; start<end; start++,end--)
            {
                swap(arr,start,end);
            }
        }
        //对数组的元素进行位置的置换。
        public static void swap(int[] arr,int a,int b)
        {
            int temp = arr[a];
            arr[a] = arr[b];
            arr[b] = temp;
        }

# 二维数组 #

Arrays的使用  
**遍历：** toString() 将数组的元素以字符串的形式返回  
**排序：** sort() 将数组按照升序排列  
**查找**： binarySearch()在指定数组中查找指定元素，返回元素的索引，如果没有找到返回（-插入点-1） 注意：使用查找的功能的时候，数组一定要先排序。  
**二维数组：**实质就是存储是一维数组。

**数组定义：**  
数组类型\[\]\[\] 数组名 = new 数组类型\[一维数组的个数\]\[每一个一维数组中元素的个数\];  
数组的初始化：  
静态初始化:  
**int \[ \]\[ \] a = new int\[ \]\[ \]\{ \{12,34,45,89\},\{34,56,78,10\},\{1,3,6,4\} \};**  
动态初始化：

int[][] a = new int[3][4]; //3*4=12

##### 二维数组常见的操作: #####

1.遍历二维数组  
2.对二维数组求和

class Demo
    {
        // 定义一个遍历二维数组的功能函数
        public static void printArr2( int [][] a ){
           // 1. 拆开二维数组
           for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )
           {
               // 2. 拆开一维数组获取数据
               for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )
               {
                    System.out.print( a[i][j]+" ," );
               }
           }
    
        } 
        // 定义一个函数计算二维数组中的元素的累加和
        public static long getSum( int [][] a ){
           // 0. 定义一个结果变量
            long sum = 0L;
           // 1. 拆开二维数组
           for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )
           {
               // 2. 拆开一维数组获取数据
               for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )
               {
                    sum+=a[i][j];
               }
           }
           return sum;
        } 
    
        // 统计二维数组中元素的个数
        public static int getDataCount( int [][] a ){
           // 0. 记录元素个数
           int  count = 0;
           // 1. 拆开二维数组
           for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )
           {
               // 2. 拆开一维数组获取数据
               for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )
               {
                    count++;
               }
           }
          return count;
        } 
        public static void main(String[] args) 
        {
    
            int [][] a = new int[][]{ {
       23,4,5},{
       2},{
       4,5,78,56,90} };
            printArr2( a );
            System.out.println();
            System.out.println("累加和是： "+getSum( a ) );
            System.out.println("统计元素个数： "+getDataCount( a ) );
            System.out.println("Hello World!");
    
    
        }
    }

[70]: /images/20220517/07589be1864e459c8f16d5b7ab0f6be4.png
[70 1]: /images/20220517/5f0565c87f0348cebd5c8f33c93c4a30.png
[70 2]: /images/20220517/b06a753c83e440f698c4e8dc28670a4e.png
[70 3]: /images/20220517/868bde49a63e4f778d1a885c87408a6f.png