多维数组、Arrays类、稀疏数组、冒泡排序

多维数组

• 多维数组可以看成是数组的数组
• 比如二维数组就是一个特殊的一堆数组
• 其中每个元素就是一个数组。
• 二维数组：

int a[][] = new int[2][5];

• 解析：二维数组a可以看成一个两行三列的数组。
• 思考：多维数组的使用？

num[1][0];

(

• 代码练习：

package com.guoba.Array;

public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1,2     array[0]    00   01
        2,3     array[1]    10   11
        3,4     array[2]    20   21
           */
        int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4}};
        printArray(array[0]);//打印二维数组中第一个元素的值
        System.out.println();
        System.out.println("==========================");
        System.out.println(array[0][0]);//1
        System.out.println(array[0][1]);//2
    }
    //打印数组元素
    public static void printArray(int[] arr){
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            System.out.print(arr[j]+" ");
        }
    }
}

package com.guoba.Array;

public class Demo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //遍历打印多维数组的值
        int[][] array = {{1,2},{2,3},{3,4}};
        for (int i = 0; i < array.length ; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                System.out.print(array[i][j]+"\t");
            }

        }
    }
}

Arrays类

Arrays类

• 数组工具类java.util.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操作
• 查看JDK帮助文档
• Arrays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
• 功能：
• 》给数组对象赋值：通过fill方法
• 》对数组进行排序：通过short方法,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方法能对排序好的数组进行二分法查找操作

package com.guoba.Array;

import java.util.Arrays;

public class Demo07 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2334,324,54,4,6,546,5,7,7,7,34,34324};
        System.out.println(a);
        //打印数组元素
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        //自定义方法，与toString效果相同。
        arrayPrint(a);
        Arrays.sort(a);//对数组进行排序
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    public static void arrayPrint(int[] a){
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            if (i == 0){
                System.out.println("[");
            }
            if (i == a.length){
                System.out.println(a[i]+"]");
            }else {
                System.out.println(a[i]+", ");
            }
        }
    }
}

冒泡排序

• 最为出名的排序算法之一
• 代码是两层
• 循环外层冒泡轮数
• 里层依次比较
• 嵌套循环 》时间复杂度为O(n2).
• 思考：如何优化？
• 》加个判断若是排好的则直接跳出循环

代码如下：

package com.guoba.Array;

import java.util.Arrays;

public class Demo08_maopao {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5,6};
        int[] sort = sort(array);//调用我们自己写的冒泡排序
        System.out.println(Arrays.toString(sort));//使用工具类的toString输出
    }
    //冒泡排序
    //1.比较数组中，两个相同的元素，如果第一个数比第二个数大，则互换位置
    //2.每一次比较，都会产生出一个最大最小的数字
    //3.下一轮可以减少一次排序
    //4.依次循环，直到结束

    public static int[] sort(int[] array){
        int temp = 0;
        //外层循环，判断我们要走多少次(轮数)；
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            boolean flag = false;//优化，若排好，则少走一层
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if (array[j+1]>array[j]){
                    temp =array[j+1];//借助第三方临时变量交换两个数组元素的值
                    array[j+1] = array[j];
                    array[j] = temp;
                }
            }
            if (flag == false){
                break;
            }
        }
        return array;
    }
}

稀疏数组

• 需求：编写五子棋游戏中，有存盘退出和续上盘的功能。
• 分析问题：因为该二维数组很多默认值都为0，因此记录了很多没用的数据。
• 解决：稀疏数组
• 场景：当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以用稀疏数组来保存。
• 处理方式：
• 》记录数组一共有几行几列，有多少个不同值。
• 》把具有不同值的元素及行列及值记录在一个小规模数组中，从而缩小程序规模。
• 如下图，左边为原始数组，右边为稀疏数组。

(

)

代码练习如下：

package com.guoba.Array;

/**
 * 利用稀疏数组，存放棋盘黑白子信息，避免普通数组存放大量无用信息
 * 思路：利用稀疏数组只存放有效值，记录他们的坐标。
 * 步骤：
 * 1.创建一个棋盘11*11（创建二维数组11*11） 1：黑子 2：白子0：没有棋子
 * 2.输出这个原始数组
 * 3.转换为稀疏数组
     * 》获取有效值个数
     * 》创建一个稀疏数组的数组
     * 》遍历二维数组，将非零的值存放到二维数组中。
 * 4.遍历、输出稀疏数组
 *
 * 思考：能不能还原它？
 * 当然能，我们按照这个思路，首先还是遍历这个稀疏数组，然后把拿到的值存放到一个新的数组里
 * 1.读取稀疏数组
 * 2.给其中的元素还原它的值
 */
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个棋盘11*11（创建二维数组11*11）0：没有棋子  1：黑子 2：白子
        int[][] array1 = new int[11][11];
        array1[1][2] = 1;//一黑子
        array1[2][3] = 2;//一白子
        //2.输出这个原始数组
        System.out.println("输出这个原始数组");
        for (int[] ints:array1) {
            for (int anInt:ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        //3.转换为稀疏数组
        //(1)获取有效值个数
        int sum = 0;//存取有效值，默认设为0
        for (int i = 0; i <11 ; i++) {
            for (int j = 0; j <11 ; j++) {
                if (array1[i][j] != 0){
                    sum++;//若遍历出的值不为0，则有效值加1
                }
            }
        }
        System.out.println("==================================");
        System.out.println("有效值个数："+sum);
        //创建一个稀疏数组的数组
        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，将非零的值存放到二维数组中。
        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];
                }
            }
        }
        //4.遍历、输出稀疏数组
        System.out.println("输出稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.println(array2[i][0]+"\t"+ array2[i][1]+"\t" + array2[i][2]+"\t");
        }
        //还原稀疏数组
        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.给其中的元素还原它的值
        for (int i =    1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //打印输出
        System.out.println("输出这个还原数组");
        for (int[] ints:array3) {
            for (int anInt:ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}