Java编程基础——数组和二维数组

Java编程基础——数组和二维数组

摘要：本文主要对数组和二维数组进行简要介绍。

数组

定义

数组可以理解成保存一组数的容器，而变量可以理解为保存一个数的容器。

数组是一种引用类型，用于保存一组相同类型的数据。

数组定义的类型可以为任意类型，意思是我们可以定义int类型的数组，也可以定义String类型的数组，或其他任何类型的数组。

数组实际在内存的存储和基本类型不同，实际上是在堆中申请空间保存一组数，栈中只是有一个地址的引用。

声明数组

语法：

 类型[] 数组名;
 类型 数组名[];

举例：

 int[] sum;
 int color[];

说明：

此时只是声明了一个数组变量，并没有在内存中开辟空间。

开辟空间

语法：

 数组名 = new 类型[长度];

举例：

 sum = new int[5];

说明：

数组开辟空间时，必须要设置开辟的空间长度。

这时会根据类型对数组里的数据设置默认值。

数组赋值

语法：

 数组名[下标] = 值;

举例：

 sum[0] = 10;

说明：

在对数组进行赋值时，注意下标不要超过数组的长度范围，否则会产生错误。

使用数组

语法：

 数组名[下标]

举例：

 System.out.println(sum[0]);

说明：

同样需要注意下标不要超过数组的长度范围。

其他赋值方式

除了上面通过下标赋值，还可以在声明时开辟空间并赋值，或者在开辟空间时赋值。

语法：

 数组名 = new 类型[]{值, 值};
 类型[] 数组名 = {值, 值};

举例：

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

说明：

这两种方式都需要在确定数组大小和值的内容的时候使用。

在开辟空间时赋值，不需要在中括号里面填写数组长度。

注意

数组不赋值也有默认值。

数组中每个元素的赋值和访问都是通过“数组名[下标]”实现的，不能直接使用数组名。

“数组名.length”代表的是数组的长度，经常用在循环中，提高代码的维护性。

数组的下标从 0  ~  数组名.length - 1 ，如果不是这个范围，会导致一个数组下标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsException。

数组没有开辟空间，直接使用，会导致一个空指针异常：NullPointerException。

进阶使用

数组的复制

◆　引用类型的赋值：复制的是一个地址号，二者共同引用一个地址，其中一个对数组做了更改，都会影响另一个。

◆　基本类型的赋值：复制的是数值内容，实际上是一个备份，其中一个对它更改，不会影响另一个。

复制引用地址：

复制的是一个地址号，二者共同引用一个地址，其中一个对数组做了更改，都会影响另一个。

 int[] a1 = {1, 2, 3};
 int[] a2;
 a2 = a1;
 System.out.println(a2[0]);
 a1[0] = 100;
 System.out.println(a2[0]);

结果：

 1
 100

复制数组数据：

 int[] a1={1, 7, 8};
 int[] a2 = new int[a1.length];
 for (int i = 0; i < a1.length; i++) {
     a2[i] = a1[i];
 }
 System.out.println(a2[0]);
 a2[1]=100;
 System.out.println(a2[0]);

结果：

 1
 1

数组的排序

 int[] nums = {1, 9, 3, 5, 2, 8, 4};
 for(int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {// 控制轮数
     for(int j = 0; j < nums.length - 1 - i; j++) {
         if (nums[j] < nums[j + 1]) {// 交换
             int temp = nums[j];
             nums[j] = nums[j + 1];
             nums[j + 1] = temp;
         }
     }
 }

数组的倒置

 int[] nums = {1, 9, 3, 5, 2, 8, 4};
 for(int i = 0; i < nums.length / 2; i++) {
     int temp = nums[i];
     nums[i] = nums[nums.length - 1 - i];
     nums[nums.length - 1 - i] = temp;
 }

工具类

排序： Arrays.sort(nums);

填充： Arrays.fill(nums, 1);

转成字符串以便打印： Arrays.toString(nums);

比较： Arrays.equals(a1, a2);

二维数组

定义

二维数组可以看做是一个数组，里面存放的元素是一维数组。

声明数组

 int[][] nums;
 int nums[][];
 int[] nums[];

开辟空间

 nums = new int[3][];// 行固定，列不固定。
 nums = new int[3][2];// 行固定，列固定。

数组赋值

动态初始化，使用时赋值，需要指明行和列：

 nums[0][1] = 1;

静态初始化，声明时赋值，不必也不能指明行和列，否则会提示错误：

 int[][] nums = new int[][]{{1}, {9, 3, 5, 2}, {7, 6}};
 int[][] nums = {{1}, {9, 3, 5, 2}, {7, 6}};

注意

如果在动态初始化时明确了二维数组的行数和列数，那么一维数组的长度就是固定的列数。

如果在动态初始化时仅仅明确了行数，或者通过静态初始化赋值，那么一维数组可以有不同的长度。

数组排序

冒泡排序

思路

属于交换排序。

从第一个元素开始，比较两个相邻的元素，如果两个元素位置不正确，则进行交换，否则继续比较下面相邻的两个元素。

代码

 public void test() {
     int[] arr = new int[]{, , , , };
     int len = arr.length;
     for (int i = ; i < len - ; i++) {
         for (int j = ; j < len - i - ; j++) {
             if (arr[j] > arr[j + ]) {
                 int temp = arr[j];
                 arr[j] = arr[j + ];
                 arr[j + ] = temp;
             }
         }
     }
     for (int i = ; i < arr.length; i++) {
         System.out.println(arr[i]);
     }
 }

快速排序

思路

属于交换排序。

任取序列的某个元素作为界点，将序列分为两个子序列，左子序列的元素小于界点，右子序列的元素大于界点，然后递归每个子序列，直到每个子序列只有一个元素。

代码

 public void test() {
     int[] arr = new int[]{, , , , , , };
     sort(, arr.length - , arr);
     for (int i = ; i < arr.length; i++) {
         System.out.println(arr[i]);
     }
 }
 public void sort(int left, int right, int[] arr){
     int l = left;
     int r = right;
     int pivot = arr[(left + right)/];//找中间值
     int temp = ;
     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);
 }

直接选择排序

思路

属于选择排序。

每次都选取最小值放在起始位上，一共通过n-1次。

代码

 public void test() {
     int[] arr = new int[]{, , , , , , };
     for (int i = ; i < arr.length - ; i++) {
         int index = i;
         for (int j = i + ; j < arr.length; j++) {
             if (arr[index] > arr[j]) {
                 index = j;
             }
         }
         int temp = arr[i];
         arr[i] = arr[index];
         arr[index] = temp;
     }
     for (int i = ; i < arr.length; i++) {
         System.out.println(arr[i]);
     }
 }