Java数组

一、数组的概述

1. 数组的理解：

数组(Array)，是多个相同类型数据一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的 方式对这些数据进行统一管理。

2. 数组相关的概念：

数组名

元素

角标、下标、索引

数组的长度：元素的个数

3. 数组的特点：

数组是有序排列的数组属于引用数据类型的变量。数组的元素，既可以是基本数据类型，也可以是引用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数组的长度一旦确定，就不能修改。

4. 数组的分类：

① 按照维数：一维数组、二维数组、。。。

② 按照数组元素的类型：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组

5.数据结构：

数据与数据之间的逻辑关系：集合（关系很弱）、一对一（数组里面的元素）、一对多（二叉树）、多对多（社交网络）数据的存储结构： 线性表：顺序表（比如：数组）、链表、栈、队列 树形结构：二叉树 图形结构；

二、一维数组

1. 一维数组的声明与初始化

正确的方式：

int num;//声明 num = 10;//初始化 int id = 1001;//声明 + 初始化 int[] ids;//声明 //1.1 静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行 ids = new int[]{1001,1002,1003,1004}; //1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行 String[] names = new String[5]; int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断

错误的方式：

//int[] arr1 = new int[]; //int[5] arr2 = new int[5]; //int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};

2. 一维数组元素的引用：

通过角标的方式调用。

//数组的角标（或索引从0开始的，到数组的长度-1结束。 names[0]="夏洛"; names[1]="冬梅"; names[2]="袁华"; names[3]="秋雅"; names[4]="大春";

3. 数组的属性：

数组的属性：length

System.out.println(names.length);//5 System.out.println(ids.length); System.out.println(names);//@15db9742地址值

说明： 数组一旦初始化，其长度就是确定的。arr.length 数组长度一旦确定，就不可修改。

4.一维数组的遍历

for(int i = 0;i < names.length;i++){ System.out.println(names[i]); }

5.一维数组元素的默认初始化值

数组元素是整型：0数组元素是浮点型：0.0数组元素是char型：0或’\u0000’，而非’0’数组元素是boolean型：false数组元素是引用数据类型：null

6.一维数组的内存结构

三、二维数组

1.如何理解二维数组？

数组属于引用数据类型 数组的元素也可以是引用数据类型 一个一维数组A的元素如果还是一个一维数组类型的，则此数组A称为二维数组。

2.二维数组的声明与初始化

正确的方式：

int[] arr = new int[]{1,2,3};//一维数组 //静态初始化 int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}; //动态初始化1 String[][] arr2 = new String[3][2]; //动态初始化2 String[][] arr3 = new String[3][]; //也是正确的写法： int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}}; int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};//类型推断

错误的方式：

//String[][] arr4 = new String[][4]; //String[4][3] arr5 = new String[][]; //int[][] arr6 = new int[4][3]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};

3.如何调用二维数组元素:

System.out.println(arr1[0][1]);//2 System.out.println(arr2[1][1]);//null arr3[1] = new String[4]; System.out.println(arr3[1][0]); System.out.println(arr3[0]);//

4.二维数组的属性：

System.out.println(arr4.length);//3 System.out.println(arr4[0].length);//3 System.out.println(arr4[1].length);//4

5.遍历二维数组元素

for(int i = 0;i < arr4.length;i++){ for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){ System.out.print(arr4[i][j] + " "); } System.out.println(); }

6.二维数组元素的默认初始化值

* 规定：二维数组分为外层数组的元素，内层数组的元素 * int[][] arr = new int[4][3]; * 外层元素：arr[0],arr[1]等 * 内层元素：arr[0][0],arr[1][2]等 * * ⑤ 数组元素的默认初始化值 * 针对于初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3]; * 外层元素的初始化值为：地址值 * 内层元素的初始化值为：与一维数组初始化情况相同 * * 针对于初始化方式二：比如：int[][] arr = new int[4][]; * 外层元素的初始化值为：null * 内层元素的初始化值为：不能调用，否则报错。

7.二维数组的内存结构

四、数组的常见算法

1. 数组的创建与元素赋值：

杨辉三角（二维数组）、回形数（二维数组）、6个数，1-30之间随机生成且不重复。

杨辉三角

// 1.新建二位数组，动态初始化 int[][] yangHui = new int[10][]; // 2.为二维数组赋值 for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) { yangHui[i] = new int[i + 1]; // 2.1为首末元素赋值 yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1; // 2.2为其余元素赋值 for (int j = 1; j < yangHui[i].length - 1; j++) {// yangHui[i][j] = yangHui[i - 1][j - 1] + yangHui[i - 1][j]; } } // 3.打印输出二维数组 for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) { for (int j = 1; j < yangHui[i].length; j++) {// 第0个位置没有元素 System.out.print(yangHui[i][j] + " "); } System.out.println(); }

2. 针对于数值型的数组：

最大值、最小值、总和、平均数等

// 1.找到数组中的最大值 int maxArr = arr[0]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (maxArr < arr[i]) { maxArr = arr[i]; } } System.out.println("数组中的最大值为：" + maxArr); // 2.找到数组中的最小值 int minArr = arr[0]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (minArr > arr[i]) { minArr = arr[i]; } } System.out.println("数组中的最小值为：" + minArr); // 3.找到数组中的平均数 int num = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { num += arr[i]; } System.out.println("数组的平均数为：" + (num / arr.length)); // 4.求总和 int num1 = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { num1 += arr[i]; } System.out.println("数组的总和为：" + num1);

3. 数组的赋值与复制

// 1.数组的赋值 String[] str1 = new String[5]; str1 = str; str1[2] = "AA"; for (int i = 0; i < str1.length; i++) { System.out.print(str[i] + " "); } System.out.println();

3.1 赋值

如何理解：

将array1保存的数组的地址值赋给了array2，使得array1和array2共同指向堆空间中的同一个数组实体。

3.2 复制：

// 1.1数组的复制 for (int i = 0; i < str1.length; i++) { str1[i] = str[i]; System.out.print(str1[i] + " "); }

如何理解：

通过new的方式，给array2在堆空间中新开辟了数组的空间。将array1数组中的元素值一个一个的赋值到array2数组中。

4.数组元素的反转:

//方法一： for(int i = 0;i < arr.length / 2;i++){ String temp = arr[i]; arr[i] = arr[arr.length - i -1]; arr[arr.length - i -1] = temp; } //方法二： for(int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--){ String temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; }

5.数组中指定元素的查找：搜索，检索

5.1 线性查找：

实现思路：通过遍历的方式，一个一个的数据进行比较、查找。 适用性：具有普遍适应性

5.2 二分法查找：

实现思路：每次比较中间值，折半的方式检索。 适用性：（前提：数组必须有序）

6 .数组的排序算法

十大排序算法

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、希尔排序 归并排序桶排序基数排序

理解： 1）衡量排序算法的优劣：

时间复杂度：分析关键字的比较次数和记录的移动次数

空间复杂度：分析排序算法中需要多少辅助内存

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。

2）排序的分类：内部排序 与 外部排序（需要借助磁盘）

3）不同排序算法的时间复杂度

冒泡排序的实现：

int[] arr = new int[] { 21, 43, 64, 76, 878, 432, 21 }; for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.print(arr[i] + " "); }

五、Arrays工具类的使用

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-flyzguHc-1603359983541)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201016201610103.png)]

1.理解：

① 定义在java.util包下。 ② Arrays:提供了很多操作数组的方法。

2.使用：

int arr1[] = new int[] { 21, 43, 542, 432, 4, 2, 5, 1 }; int arr2[] = new int[] { 32, 43, 4, 1, 4, 76, 54, 68, 4 }; // 1.Arrays.equals(arr1, arr2):判断数组是否相等 System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2)); // 2.Arrays.toString(arr1):输出数组信息 System.out.println(Arrays.toString(arr1)); // 3.Arrays.fill(arr1, 2):将指定值填充到数组中 Arrays.fill(arr1, 2); System.out.println(Arrays.toString(arr1)); // 4.Arrays.sort(arr2):对数组进行排序 Arrays.sort(arr2); System.out.println(Arrays.toString(arr2)); // 5.Arrays.binarySearch(arr2, 1):堆排序好的数组用二分法检索指定值 int index = Arrays.binarySearch(arr2, 1); System.out.println(index);

六、数组的常见异常

1.数组角标越界异常：

ArrayIndexOutOfBoundsException

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}; for(int i = 0;i <= arr.length;i++){ System.out.println(arr[i]); } System.out.println(arr[-2]); System.out.println("hello");

2.空指针异常：

NullPointerException

//情况一： int[] arr1 = new int[]{1,2,3}; arr1 = null; System.out.println(arr1[0]); //情况二： int[][] arr2 = new int[4][]; System.out.println(arr2[0][0]); //情况： String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"}; arr3[0] = null; System.out.println(arr3[0].toString());

i++){ System.out.println(arr[i]); }

System.out.println(arr[-2]);

System.out.println(“hello”);

### 2.空指针异常： **NullPointerException** ```java //情况一： int[] arr1 = new int[]{1,2,3}; arr1 = null; System.out.println(arr1[0]); //情况二： int[][] arr2 = new int[4][]; System.out.println(arr2[0][0]); //情况： String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"}; arr3[0] = null; System.out.println(arr3[0].toString());

提示：一旦程序出现异常，未处理时，就终止执行。