Day9 数组 冒泡排序及稀疏数组！
数组
数组是相同类型数据的有序集合。
数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后次序排列组合而成。
其中，每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们。（下标从0开始）
数组声明创建
首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：
dataType[] arrayRefVar; // 首选的方法
或
dataType arrayRefVar[]； // 效果相同 但不是首选方法
Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]；
数组元素是通过索引访问的，素组索引从0开始。
获取数组的长度： arrays.length
package com.xiaoming.array;
public class ArrayDemo01 {
// 变量的类型 变量的名字 = 变量的值；
//数组类型
public static void main(String[] args) {
int[] nums;//1.声明一个数组
nums = new int[10];// 2.创建一个数组
// int[] nums = new int[10];
//3.给数组中元数赋值
nums[0] = 1;
nums[1] = 2;
nums[2] = 3;
nums[3] = 4;
nums[4] = 5;
nums[5] = 6;
nums[6] = 7;
nums[7] = 8;
nums[8] = 9;
nums[9] = 10;
System.out.println(nums[9]);//int默认为0 string默认为null
//计算所有元素的和
int sum = 0;
//获取数组长度：arrays.length
for(int i = 0;i<nums.length;i++){
sum = sum + nums[i];
}
System.out.println("总和为:"+sum);
}
}
三种初始化
静态初始化：
int a = {1，2，3}；
动态初始化：
int[] a = new int[2];
数组的默认初始化：
数组是引用类型，它的元素相当于类的实例变量，因此数组已经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。
package com.xiaoming.array;
public class ArrayDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 静态初始化: 创建+赋值
int [] a = {1,2,3,4,5,6,7,8};
for (int i = 0; i <a.length ; i++) {
System.out.println(a[i]);
}
//动态初始化 包含默认初始化
int[] b = new int [10];
b[0] = 10;
b[2] = 5;
System.out.println(b[0]);
System.out.println(b[1]); //默认0
System.out.println(b[2]);
}
}
数组的四个基本特点
长度是确定的 一旦被创建，大小是不能改变的。
元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。
元素可以是任意类型，包括引用类型和基本类型。
数组变量属引用变量类型，数组也可以看成对象，数组中每个元素相当于对象成员的变量。
数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其它对象类型，数组对象本身是在堆中的。
数组边界
下标合法区间：[0,length-1],如果越界就会报错；
ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常
数组的使用
普通的for循环
For-Each循环
数组作方法入参
数组作返回值
package com.xiaoming.array;
public class ArrayDemo03 {
public static void main(String[] args) {
int [] arrays = {1,2,3,4,5};
//打印全部的数组元素
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
System.out.println(arrays[i]);
}
System.out.println("========================");
//计算所有元素的总和
int sum = 0;
for (int i = 0;i < arrays.length;i++){
sum = sum + arrays[i];
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("========================");
//查找最大元素
int max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
if (arrays[i] > max) {
max = arrays[i];
}
}
System.out.println("max="+max);
}
}
package com.xiaoming.array;
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int [] arrays = {1,2,3,4,5};
//JDK1.5 没有下标
// for (int array : arrays) {
// System.out.println(array);
// }
// printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//反转数组 难点！！
public static int[] reverse(int[] arrays){
int[] result = new int[arrays.length];
//反转操作
for (int i = 0,j = result.length-1;i < arrays.length; i++,j--) {
// result[] = arrays[i];
result[j] = arrays[i];
}
return result;
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrasys) {
for (int i = 0; i < arrasys.length; i++) {
System.out.print(arrasys[i]+" ");
}
}
}
多维数组
多维数组可以看作数组的数组，比如二维数组是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组。
二维数组
int a[ ] [ ] = new int [2 ] [ 5];
可以看成一个2行5列的数组
package com.xiaoming.array;
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//4行两列
/* [4][2] 面向对象
1，2 array[0]
2，3 array[1]
3，4 array[2]
4，5 array[3]
*/
int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4},{4,5}};
printArray(array[0]);
System.out.println("=======================");
System.out.println(array[0][0]);
System.out.println(array[0][1]);
System.out.println("=======================");
System.out.println(array.length); //数组长度
System.out.println(array[0].length);
System.out.println("=======================");
for (int i = 0; i < array.length ; i++){
for (int j = 0; j < array[i].length;j++){
System.out.println(array[i][j]);
}
}
}
//打印数组元素
public static void printArray(int[] arrasys) {
for (int i = 0; i < arrasys.length; i++) {
System.out.print(arrasys[i] + " ");
}
}
}
Arrays 类
数组的工具类java.until.Arrays
由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用，但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本操作。
查看JDK帮助文档
Array类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用的时候可以直接使用类名进行调用，而“不用”使用对象来调用（注意：是“不用”而不是“不能”）
以下常用功能：
给数组赋值：通过fill方法。
对数组排序：通过sort方法，按升序。
比较数组：通过equals方法比较数组中的元素值是否相等。
查找数组元素：通过binarySearch 方法对排序好的数组进行二分查找法操作。
package com.xiaoming.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,2,3,4,55441,7895,1364,321,21,1412};
//System.out.println(a); // [I@1b6d3586
// 打印数组元素
//System.out.println(Arrays.toString(a)); //[1, 2, 3, 4, 55441, 7895, 1364, 321, 21, 1412]
// printArray(a);
Arrays.sort(a); //进行数组排序 :升序
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
/* public static void printArray(int[] a){
for (int i = 0; i < a.length;i++){
if(i==0){
System.out.print("[");
}
if(i==a.length-1){
System.out.print(a[i]+"]");
}
else{
System.out.print(a[i]+", ");
}
*/
}
冒泡排序 重点
冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一， 一共有八大排序方法。
冒泡排序的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡排序轮数，里层依次比较，江湖中人尽皆知。
我们看到嵌套循环，应该立马可以得到这个算法的时间复杂度O（ n2）。
package com.xiaoming.array;
//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个大于第二个我们就交换他们的位置。
//2.每一次比较都会产生出一个最大或最小的数字；
//3.下一轮则可以少一轮排序
//4.依次循环 直到结束！！
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,6,7,15,54,23,16,48,29,5};
int[] sort = sort(a);//调用我们自己写排序方法以后，返回一个排序后的数组
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
public static int[] sort(int[] array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断我们要走多少次；
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
//内层循环，比较两个数，如果第一个数比第二个大，则交换位置。
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j+1] > array[j]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
}
}
}
return array;
}
}
思考如何优化？
通过flag标识位减少没有意义的比较
package com.xiaoming.array;
//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个大于第二个我们就交换他们的位置。
//2.每一次比较都会产生出一个最大或最小的数字；
//3.下一轮则可以少一轮排序
//4.依次循环 直到结束！！
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,6,7,15,54,23,16,48,29,5};
int[] sort = sort(a);//调用我们自己写排序方法以后，返回一个排序后的数组
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
public static int[] sort(int[] array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断我们要走多少次；
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
boolean flag = false; // 通过flag标识位减少没有意义的比较
//内层循环，比较两个数，如果第一个数比第二个大，则交换位置。
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j+1] > array[j]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
flag = true;
}
}
if (flag==false){
break;
}
}
return array;
}
}
稀疏数组 （数据结构）
当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组。
稀疏数组的处理方式：
记录数组有几行几列，有多少不同值
把具有不同值的元素和行列及值记录在一个小规模数组中，从而缩小程序的规模
如图：左边是原始数组，右边为稀疏数组
package com.xiaoming.array;
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
//1. 创建一个二维数组 11*11 0：没有棋子 ，1：黑棋 ，2：白棋
int[][] array1 = new int[11][11];
array1[1][2] = 1;
array1[2][3] = 2;
//输出原始数组
System.out.println("输出原始的数组");
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt + "\t");
}
System.out.println();
}
System.out.println("============================");
//转化为稀疏数组
//获取有效值的个数
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; j++) {
if (array1[j][i] != 0) {
sum++;
}
}
}
System.out.println("有效值的个数:"+sum);
//2.创建一个稀疏数组
int[][]array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;
//遍历二维数组，将非零的值,存放在稀疏数组中
int count = 0;
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
if (array1[i][j]!=0) {
count++;
array2[count][0] = i;
array2[count][1] = j;
array2[count][2] = array1[i][j];
}
}
}
//输出稀疏数组
System.out.println("稀疏数组");
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
System.out.println(array2[i][0]+"\t"
+array2[i][1]+"\t"
+array2[i][2]+"\t");
}
System.out.println("============================");
System.out.println("还原");
//1.读取稀疏数组
int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
//2.给其中元素还原值
for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
}
//3.打印
System.out.println("输出还原的数组");
for(int[] ints : array3 ) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
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