Java学习日记基础篇（七) —— 数组、排序
数组
为什么要有数组？
案例：一个养鸡场有六只鸡，他们的体重分别为3kg，5kg，1kg，3.4kg，2kg，50kg。请问这六只鸡的总体重和平均体重是多少？
public class test5
{
public static void main(String[] args)
{
//如果没有数组就要定义六个变量,然后算出结果,太麻烦了
//现在我们定义一个可以存放6个float类型的数组
float arr[] = new float[6];
//给数组的各个元素赋值
arr[0] = 3; //3是低精度会自动转成高精度的float类型
arr[1] = 5;
arr[2] = 1;
arr[3] = 3.4f; //java中默认小数是double的所以在后面加上f说明是float类型,避
arr[4] = 2;
arr[5] = 50; float all = 0;
for(int i=0;i<6;i++) //遍历数组
{
all += arr[i];
}
System.out.println("总体中是" + all);
}
}
数组
数组可以存放多个同一类型的数据
数组的语法
//数组的定义1 —— 正常方法
数据类型 数组名[ ] = new 数据类型[ 大小 ];
int a[ ] = new int[ 10 ]; //数组的定义2 —— 没事找事法
//第一步:先声明数组
数据类型 数组名[ ]; 或者 数据类型[ ] 数组名;
int a[ ]; 或 int[ ] a; //第二步创建数组
数组名 = new 数据类型[ 大小 ];
a = new int[ 10 ]; //数组的定义3 —— 古板用法
//在定义的时候直接初始化数组,大小有后面给的数的个数决定的
数据类型 数组名[] = { 元素值, 元素值, ... }
int a[] = { 2,5,6,7,8,9 } //数组的引用
数组名[ 下标 ]
public class test5
{
public static void main(String[] args)
{
float arr[] = {1.2f,2,3,4,5,7.8f};
float all = 0; for(int i=1;i<arr.length;i++) //可以用length来获取数组的长度
{
all += arr[i];
}
System.out.println("平均时间: "+(all/arr.length));
}
}
古板用法的使用技巧
数组越界的报错
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
如何知道数组的大小
System.out.println(arr.length); //这个length是这个数组的成员属性
对象数组
案例：一个养狗场有4只狗，分别是：
| 名字 | 体重 |
| 花花 | 4.5kg |
| 白白 | 5.6kg |
| 黑黑 | 7.8kg |
| 红红 | 9.0kg |
请编写一个程序，计算他们的平均体重，可以找出体重最大和最小的狗的名字，可以通过输入狗的名字，查找他们的体重
public class test6
{
public static void main(String[] args)
{
//定义一个可以存放四只狗的对象数组
Dog dogs[] = new Dog[4]; //给每只狗赋值
dogs[0].setName("花花");
dogs[0].setWeight(4.5f); } }
class Dog
{
private String name;
public float weight;
public float getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(float weight) {
this.weight = weight;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
} } 报错：空指针异常
java.lang.NullPointerException
经典错误——空指针异常
Java中没有指针，但引用的实质就是一个指针，引用里面存放的并不是对象而是该对象的地址，使得该引用指向了对象那个。而“=”在JAVA中并不该被翻译成赋值语句，因为他执行的是传递至的过程。
public class test6
{
public static void main(String[] args)
{
//定义一个可以存放四只狗的对象数组
Dog dogs[] = new Dog[4]; //仅仅创建了四个引用 //给每只狗赋值
dogs[0] = new Dog(); //创建Dog()对象,然后传递给dogs[0]引用
dogs[0].setName("花花");
dogs[0].setWeight(4.5f);
} }
class Dog
{
private String name;
public float weight;
public float getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(float weight) {
this.weight = weight;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
正确的代码
import java.io.*; public class test6
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//定义一个可以存放四只狗的对象数组
Dog dogs[] = new Dog[4]; //仅仅创建了四个引用
//从控制台输入各个狗的信息
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader br= new BufferedReader(isr);
for(int i=0 ; i<4 ; i++)
{
dogs[i] = new Dog();
System.out.println("请输入狗的名子");
//从控制台读取狗名
String name = br.readLine(); //之后会讲异常
//讲名字赋值给对象
dogs[i].setName(name);
System.out.println("请输入狗的体重");
String s_weight = br.readLine();
float weight = Float.parseFloat(s_weight);//String->float
//讲名字赋值给对象
dogs[i].setWeight(weight);
}
//计算总体重
float allWeight = 0;
for(int i=0;i<4;i++)
{
allWeight+=dogs[i].getWeight();
}
//计算平均体重
float avgWeight = allWeight/dogs.length;
System.out.println("总体重="+allWeight+"平均体重"+avgWeight);
} }
class Dog
{
private String name;
public float weight;
public float getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(float weight) {
this.weight = weight;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
案例的全部代码
找出体重最大的狗，且输入狗的名字，返回体重
import java.io.*; public class test6
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//定义一个可以存放四只狗的对象数组
Dog dogs[] = new Dog[4]; //仅仅创建了四个引用
//从控制台输入各个狗的信息
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader br= new BufferedReader(isr);
for(int i=0 ; i<4 ; i++)
{
dogs[i] = new Dog();
System.out.println("请输入狗的名子");
//从控制台读取狗名
String name = br.readLine(); //之后会讲异常
//讲名字赋值给对象
dogs[i].setName(name);
System.out.println("请输入狗的体重");
String s_weight = br.readLine();
float weight = Float.parseFloat(s_weight);//String->float
//讲名字赋值给对象
dogs[i].setWeight(weight);
}
//计算总体重
float allWeight = 0;
for(int i=0;i<4;i++)
{
allWeight+=dogs[i].getWeight();
}
//计算平均体重
float avgWeight = allWeight/dogs.length;
System.out.println("总体重="+allWeight+"平均体重"+avgWeight); //找出最大体重的狗
//假设第一只狗体重最大
float maxWeight = dogs[0].getWeight();
int maxIndex=0;
//按顺序和后面的狗比较
for(int i=1;i<dogs.length;i++)
{
if(maxWeight<dogs[i].getWeight())
{
//修改
maxWeight=dogs[i].getWeight();
maxIndex=i;
}
}
System.out.println("体重最大的狗是第"+(maxIndex+1)+"体重是"+dogs[maxIndex].getWeight());
//比较字符串内容是否相等时用 字符串提供的equals 不要用==
InputStreamReader isr1=new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader br1= new BufferedReader(isr1);
System.out.println("请输入狗的名字");
String name= br1.readLine();
//我TM想了一下午
for (int j=0;j<dogs.length;j++)
{
if(name.equals(dogs[j].getName()))
{
System.out.println("狗的体重是" + dogs[j].getWeight());
break;
}
//如果正好是3号狗j的值为3,然后会执行break退出
else if(j==3) //如果都没有这条狗j会变成3,执行这条语句
{
System.out.println("没有这只狗");
}
}
} }
class Dog
{
private String name;
public float weight;
public float getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(float weight) {
this.weight = weight;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
好不容易想出来的怎么返回“没有这只狗”
注：比较字符串内容是否相等时用String提供的equals方法，而不用==
数组小结
- 数组可存放同一类型数据
- 简单数据类型（int，float）数组，可直接赋值
- 对象数组在定以后，赋值时需要再次为每个独享分配空间（即：new 对象）
- 数组的大小必须事先指定
- 数组名可以理解为执行数组首地址的引用
- 数组的下标是从0开始编号的
排序（Sorting）
排序是讲一群数据，依指定的顺序进行排列的过程。
排序的分类
- 内部排序：指将需要处理的数据都加载到内部存储器中进行排序。
包括（交换式排序法，选择式排序法和插入式排序法） - 外部排序法：数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储进行排序。
包括（合并排序法和直接合并排序法）
排序是数据处理中一种很重要的算法，同时也是常用的算法，一般数据处理工作的25%的时间都在继续那你给排序。简单地说，排序就是把一组记录（元素）按照递增或递减的次序重新排列的过程。
交换式排序法
交换式排序属于内部排序法，是运用数据值比较后，依判断规则对数据位置进行交换，一打到排序的目的。
交换式排序法又可分为两种：
1、冒泡排序法（Bubble sort）
核心思想：依次比较，使数值小（或大）的元素逐渐向前移动
public class test7
{
public static void main(String[] args)
{
int arr[]={1,6,0,-1,9};
Bubble bubble = new Bubble();
bubble.sort(arr);
} }
class Bubble
{
//排序王法
public void sort(int arr[])
{
int temp=0;
//排序开始
//外层循环——它决定一共走几趟
for(int i=0;i<arr.length-1;i++)
{
//内层循环,开始逐个比较,如果发现前一个数比后一个数大,则交换
for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++)
{
if(arr[j]>arr[j+1])
{
//换位
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
} }
}
//输出最后结果
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
System.out.println(arr[i]);
}
}
}
Bubble sort
这里直接把数组传递到了方法中进行排序，传递的是引用，所以会直接改变数组的内容
但是基本数据类型并不是传引用，所以基本数据类型不会被类中的方法改变
public class test8 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int a=12;
Test test1=new Test();
test1.test(a);
System.out.println(a);
}
}
class Test
{
public void test(int a)
{
a++;
System.out.println(a);
}
}
输出结果：
13
12
类方法接收基本数据类型
2、快速排序法（Quick sort）
是对冒泡排序的一种改进。基本思想：在所有的数中找一个基准，然后将数分成两拨，一拨大于这个基准，一波小于这个基准。然后在对这两拨数进行相同的操作，这道所有的数都成为基准，也就意味着所有的数都有的次序。
图解：
package project1;
import java.util.*;
public class test2 {
public static void main (String[] args)
{
int arr1[]={-1,4,-3,7,34,98,0};
int len = 100000;
int[] arr2 = new int[len];
for(int i=0;i<len;i++)
{
//让程序产生一个1-10000数
//Math.random会随机产生一个0-1的数
int t=(int)(Math.random()*100000);
arr2[i] = t;
}
System.out.print("hello");
QuickSort qs = new QuickSort();
Calendar cal = Calendar.getInstance();
System.out.println("排序前: "+cal.getTime());
qs.sort(0,arr1.length-1,arr1);
cal = Calendar.getInstance();
System.out.println("排序前: "+cal.getTime());
for(int i=0;i<arr1.length;i++)
{
System.out.print(arr1[i]+" ");
}
}
}
class QuickSort{
public void sort(int left,int right,int arr[]){
int l=left;
int r=right;
int pivot=arr[(left+right)/2];
int temp=0;
while(l<r){
while(arr[l]<pivot) l++;
while(arr[r]>pivot) r--;
if(l>=r) break;
temp=arr[l];
arr[l]=arr[r];
arr[r]=temp;
if(arr[l]==pivot) --r;
if(arr[r]==pivot) ++l;
}
if(l==r){
l++;
r--;
}
if(left<r) sort(left,r,arr);
if(right>l) sort(l,right,arr);
}
}
quick sort
选择式排序法
选择式排序也属于内部排序法，是从欲排序的数据中，按指定的规则选出某一元素，经过和其他元素重整，在依原则交换位置后达到排序的目的
选择式排序法又可分为两种
1、选择排序法（Selection Sort）
核心思想：0-9，10个元素，选出最小的放到0上，然后从1-9中选出最小的放到1上，以此类推、
public class test9_2
{
public static void main(String[] args)
{ int arr[]={1,6,0,-1,9}; Select select = new Select();
select.sort(arr);
} }
class Select
{
public void sort(int arr[])
{ for(int j=0;j<arr.length-1;j++)
{
int temp=0;
int min = arr[j];
int minIndex=j;
for(int k=j+1;k<arr.length;k++)
{
if(min>arr[k])
{
min = arr[k];
minIndex=k;
}
} temp=arr[j];
arr[j] = arr[minIndex];
arr[minIndex] = temp;
}
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
System.out.println(arr[i]);
}
}
}
Select sort
2、堆排序法（Heap Sort）
比较两个排序方法的速度
import java.util.*; public class test9
{
public static void main(String[] args)
{
int len = 100000;
int[] arr = new int[len];
for(int i=0;i<len;i++)
{
//让程序产生一个1-10000数
//Math.random会随机产生一个0-1的数
int t=(int)(Math.random()*100000);
arr[i] = t;
}
System.out.println("选择排序接受挑战");
Select select = new Select();
//排序前打印一个时间
Calendar cal=Calendar.getInstance();//单态模式,系统里面只有一个实例
System.out.println("排序前"+cal.getTime());
select.sort(arr);
//重新得到实例，因为是单态的
cal=Calendar.getInstance();
System.out.println("排序后"+cal.getTime()); System.out.println("冒泡排序接受挑战");
Bubble bubble=new Bubble();
cal=Calendar.getInstance();
System.out.println("排序前"+cal.getTime());
bubble.sort(arr);
cal=Calendar.getInstance();
System.out.println("排序后"+cal.getTime()); } }
class Select
{
public void sort(int arr[])
{ for(int j=0;j<arr.length-1;j++)
{
int temp=0;
int min = arr[j];
int minIndex=j;
for(int k=j+1;k<arr.length;k++)
{
if(min>arr[k])
{
min = arr[k];
minIndex=k;
}
} temp=arr[j];
arr[j] = arr[minIndex];
arr[minIndex] = temp;
}
}
} class Bubble
{
public void sort(int arr[])
{
int temp=0;
for(int i=0;i<arr.length-1;i++)
{
for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++)
{
if(arr[j]>arr[j+1])
{
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
} }
}
}
}
生成10000个数进行排序
结果是：
选择排序接受挑战
排序前Thu Sep 20 16:15:20 CST 2018
排序后Thu Sep 20 16:15:28 CST 2018
冒泡排序接受挑战
排序前Thu Sep 20 16:15:28 CST 2018
排序后Thu Sep 20 16:15:42 CST 2018
插入式排序法
插入式排序属于内部排序法，是对于欲排序的元素以插入的方式找寻该元素的适当位置，以达到排序的目的。
插入式排序法可分为三种
1、插入排序法（Insertion sort）
核心思想：两个数列一个有序，一个无序，开始时有序表只包含一个元素，无需表包含n-1个元素，从无需表中取一个元素，然后依次和有序表中的排序码进行比较，将它插入到合适的位置
public class test
{
public static void main(String[] args) {
int arr[]={-1,4,7,34,98,0};
InsertSort insertsort = new InsertSort();
insertsort.sort(arr);
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
System.out.println(arr[i]);
} }
} class InsertSort
{
public void sort(int arr[])
{
for(int i=1;i<arr.length;i++)
{
//从arr数列中拿出一个数来
int insertVal = arr[i]; //和前一个数比较
int index = i-1; //index就是前面的数
while(index>=0 && insertVal<index)
{
//就把arr[index]向后移动
arr[index+1]=arr[index];//将index向后移动,腾出空间来
index--;
}//一直循环到前面的数比insertVal小为止然后把insertVal放到这个数后边
//或者当index--变成负数的时候,也就是要插入的数是最小的时候
arr[index+1] = insertVal;//
} }
}
Insert Sort
2、希尔排序法（Shell sort）
3、二叉树排序法（Binary-tree sort）
查找
1、顺序查找
2、二分查找
核心思想：运用递归每次都找中间的数
public class pra1 {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int arr[] = {2,5,7,12,25};
BinaryFind bf = new BinaryFind();
//传递的数组的引用,也就直接对数组操作
bf.find(0, arr.length - 1, 12, arr);
}
}
class BinaryFind
{
public void find(int leftIndex,int rightIndex,int val,int arr[])
{
//首先找到中间的数
int midIndex=(rightIndex+leftIndex)/2;
int midVal = arr[midIndex];
if(rightIndex>=leftIndex)//如果没有数,用它来保障可以跳出递归
{
//如果要找的数比midVal大
if(midVal>val){
//在arr左边数中找
find(leftIndex,midIndex-1,val,arr);
}
else if(midVal<val)
{
find(midIndex+1,rightIndex,val,arr);
}
else if(midVal == val)
{
System.out.println("找到下标"+midIndex);
}
}
}
}
Binary Find
多维数组
三维四维都不用，即使是3D MAX也用不到这些东西，3Dmax中会使用封装好的东西
二维数组
1、定义
语法:
类型 数组名 [][] = new 类型[大小][大小] 例如:
int a[][] = new int[2][3]
2、二维数组在内存中的存放形式
3、案例，请用二维数组输出如下图形
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 2 0 3 0 0
0 0 0 0 0 0
public class pra {
public static void main(String[] args) {
int a[][] = new int[4][6];//简单的数据类型定义就可以用
//数组中未给值的元素默认都是0
a[1][2] = 1;
a[2][1] = 2;
a[2][3] = 3;
//把图形输出
for (int i=0;i<4;i++) //行
{
for(int j=0;j<6;j++) //列
{
System.out.print(a[i][j]+" ");
}
//换行
System.out.println();
}
}
}
二维数组
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