黑马程序员—3、JAVA基础语法&数组

黑马程序员—3、Java基础语法&数组

 

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数组概述：

数组：其实就是定义一个可以存储多个数据的容器，也称为实体。实体的定义需要使用一个关键字来完成。就是new。要明确这个实体中存储的元素的类型，和元素的个数 .

1、数组的定义形式：

      元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度];

      元素类型[] 数组名 ={1,2,3,4,5,6,7};可以直接指定具体的数据

      元素类型[] 数组名；

      数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度];

2、数组的特点：

1）数组定义时，必须明确数组的长度(就是数组中可以存储的元素的个数。)因为数组长度是固定的。

2）数组定义时，必须明确数组中的元素的数据类型。

案例1：

int[] arr = new int[3];

arr[0] = 89;

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

3、java内存区域的划分：1）寄存器。2）本地方法区。3）方法区。 4）栈内存。5）堆内存。

为什么划分这么区域？因为每一个内存区域对数据的处理方式不同。目前要讲的就是栈和堆。

4、栈内存的特点：存储都是局部变量 （ 函数参数，函数内定义的变量，语句中定义的变量）。变量一旦使用完(作用域结束)，就会在栈内存中自动释放。堆：存储的是实体(数组和对象，只要是new的，都在堆中)

5、堆内存的特点:

1,堆内存中的实体都有首内存地址值.

2,堆内存中的变量都有默认初始化值.

 3,对于没有任何引用变量指向的实体，会视为垃圾，会被垃圾回收机制所回收。

6、数组常见的问题：

ArrayIndexOutOfBoundsException:数组的角标越界异常 

当访问到了数组中不存在的角标时，就会发生该异常。

NullPointerException 空指针异常。

当一个引用型变量没有任何实体指向时，还在使用实体中的内容。就会发生该异常。System.out.println(arr);// [I@c17164   @前面代表一个一维数组  @后面代表一个哈希值

1，数组是什么？

   数组：数组就是具有同一类型的一些数的一个集合。

2，数组有什么特点？

   数组的特点：必须明确数组的长度和数组的类型，以及数组带有角标，方便使用。

3，数组什么时候使用？

当在处理多个同类型的数据时候可以采用数组存储

4，java的内存(栈和堆)的特点？

栈：存储都是局部变量(函数参数，函数内定义的变量，局部代码块中定义的变量)，栈内存的变量没有初始化值。变量一点使用完(作用域结束)，随着函数的加载变量会在内存中开辟属于自己的空间。一旦函数运行结束，就会在栈内存中自动释放。先进后出，后进先出。

堆：存储的是实体(数组和对象，只要是new的都在堆中)。

    new关键字一出现都会在堆内存中分配实体空间。

    堆内存中的所有变量都会有默认初始化值。

5，画出一个数组的内存分布图。并用文字描述步骤。   内存分布图：

int[] arr = new int[3]；

arr[1]=100;

内存加载说明：

当执行到 int[] arr 时。首先在栈内存开辟一个以数组名为名的空间，这个空间的目的是存放一个堆内存中数组的内存地址。此时这个空间中并没有存放任何值。

当执行到new int[3]时，会在堆内存中首先划分出一块数组内存区域，这个时候就有一个内存地址与之对应，这里假设0x0056。然后将这个区域分成3个小空间分别代表数组的三个存储空间，他们一旦分配就会自动产生索引角标，同时也会自动初始化值，此时由于数组是int的所有初始化值为0.并将这个堆内存中的数组首地址赋值给栈内存的arr空间。当赋值后，栈内存的arr数组名就能所引到堆内存中的数组存储区域。此时整个数组的定义个空间分配结束。当执行arr[1]=100时，就会将这个以100存放到数组角标为1的空间中，原来初始化的0被覆盖。需要注意的是，一旦arr不再指向堆内存的数组存储区域时，这个数组同时也没有其他引用变量所有引用，那么堆内存中的这个数组存储区域将变成垃圾，等待JVM的垃圾回收器把它收走。

数组的简单操作、排序、最值、折半查找、查表法、数组内存分布图

一、数组的简单操作：

数组在定义的时候必须明确数组的类型和长度，并明确了数组中元素的内容。

为了方便获取数组中的元素个数的方式，可以使用数组实体一个属性。length

使用方法为  数组名.length

数组最常见的操作就是数组:遍历。其实操作数组的最终核心思想：就是操作角标（索引）。

二、最值：

class ArrayTest {

public static void main(String[] args) {

int[] arr = {3,6,8,1,88,22};

int max = getMax(arr);

System.out.println("max="+max);

}

/*

定义一个功能完成获取数组中最大值的动作。

定义一个函数来体现。

1，确定结果：整数数组中的最大值，int。

2，确定未知：数组是未知的，参数列表中有一个参数，数组类型 int[]

具体怎么功能细节如何实现呢？

思路：

1，对数组中的元素进行比较，将比较后比较大的值进行记录，并参与下一次比较。

当数组中的元素都比较完成后，最大值就已经被记录下来了。

2，每次比较的较大的值不确定，定义一个变量进行记录，该变量如何初始化呢？

只要初始化为数组中的任意一个元素即可。

3，应该让数组中的元素自动和该变量记录的元素进行比较。

所以可以使用遍历，获取出数组中的每一个元素。

4，当遍历到的元素比较变量中的记录的元素大，用该变量记录住更大的元素。

5，遍历结束后，变量中存储的就是数组中的最大值。

*/

public static int getMax(int[] arr) {

//定义变量记录较大的值。

int max = arr[0];//初始化为数组中的任意一个元素。

for(int x=1; x<arr.length; x++){

if(arr[x]>max)

      max = arr[x];

}

return max;

}

//继续获取数组最大值。

public static int getMax2(int[] arr) {

int maxIndex = 0;//初始化为数组中的一个角标。

for(int x=1; x<arr.length; x++){

if(arr[x]>arr[maxIndex])

maxIndex = x;

}

return arr[maxIndex];

}

}

数组的各种操作：

class ArraySort {

public static void main(String[] args) {

int[] arr=new int[]{3,5,7,8,9,5,3,1,3,4,67,7,8,12,8,98,9};

printArray(arr);

// int max=getMax(arr);

// System.out.println("max="+max);

// int min=getMin(arr);

// System.out.println("min="+min);

// selectSortMaxToMin(arr);

// printArray(arr);

// niZhuan(arr);

// printArray(arr);

// int index=halfSearch2(arr,98);

// System.out.println("index="+index);

        bubbleSort(arr);

printArray(arr);

}

/*

getMax函数用于获取int数组的最大值，需要指明具体哪一个int数组

*/

public static int getMax( int[] arr )

{

int max=arr[0];

for( int i=0 ; i<arr.length;i++ )

{

if( arr[i]>max )

{

max=arr[i];

}

}

return max;

}

/*

getMin函数用于获取int数组的最小值，需要指明具体哪一个int数组

*/

public static int getMin( int[] arr )

{

int min=arr[0];

for( int i=0 ; i<arr.length;i++ )

{

if( arr[i]<min )

{

min=arr[i];

}

}

return min;

}

/*

selectSortMaxToMin函数用于int数组的从大到小排序，需要指明具体哪一个int数组

*/

public static void selectSortMaxToMin( int[] arr )

{

for( int i=0 ; i<arr.length-1;i++ )

{

for( int j=i+1;j<arr.length;j++ )

if( arr[i]<arr[j] )

{

swap(arr,i,j);

}

}

}

/*

selectSortMinToMax函数用于int数组的从小到大排序，需要指明具体哪一个int数组

*/

public static void selectSortMinToMax( int[] arr )

{

for( int i=0 ; i<arr.length-1;i++ )

{

for( int j=i+1;j<arr.length;j++ )

if( arr[i]>arr[j] )

{

swap(arr,i,j);

}

}

}

/*

printArray函数用于int数组的打印，需要指明具体哪一个int数组

*/

public static void printArray( int[] arr )

{

for( int i=0 ; i<arr.length;i++ )

{

if( i<arr.length-1 )

System.out.print(arr[i]+",");

else

System.out.println(arr[i]+"\n");

}

}

/*

halfSearch函数采用折半法(二分法)从int数组中查找一个指定的数在此数组中的角标位置，使用之前必须保证提供的数组已经是有序的数组，需要指明具体哪一个int数组

*/

public static int halfSearch( int[] arr , int key )

{

int min,max,mid,index;

min=0;

max=arr.length-1;

        mid=(min+max)/2;

        

while( min<=max )

{

if( key>arr[mid] )

min=mid+1;

else if( key<arr[mid] )

    max=mid-1;

else return mid;

mid=(min+max)/2;

}

return -1;

}

public static int halfSearch2( int[] arr , int key )

{

int min,max,mid,index;

min=0;

max=arr.length-1;

        mid=(min+max)/2;

        

while( arr[mid]!=key )

{

if( key>arr[mid] )

min=mid+1;

else if( key<arr[mid] )

    max=mid-1;

else return -1;

mid=(min+max)/2;

}

return mid;

}

/*

swap函数用于交换数组中的两个数值，必须明确具体着两个数的角标

*/

public static void swap( int[] arr , int i , int j )

{

int temp=arr[i];

arr[i]=arr[j];

arr[j]=temp;;

}

/*

niZhuan函数用于把一个数组反转

*/

public static void niZhuan( int[] arr )

{

for( int i =0, j=arr.length-1 ; i<j ;i++,j-- )

{

swap(arr,i,j);

}

}

/*

bubbleSort函数功能是用冒泡发对数组进行排序

*/

public static void bubbleSort(int[] arr)

{

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] )

{

swap(arr,j,j+1);

}

}

}

}

}

查表法完成进制转换：

class ArrayTest 

{

public static void main(String[] args) 

{

toBin(-6);

System.out.println(Integer.toBinaryString(-6));

     toHex(26);

   toOctal(48);

}

//十进制--二进制

public static void toBin(int num)

{

trans(num,1,1);

}

//十进制--八进制

public static void toOctal(int num)

{

trans(num,7,3);

}

//十进制--十六进制

public static void toHex(int num)

{

trans(num,15,4);

}

public static void trans(int num,int base,int offset)

{

if(num==0)

{

System.out.println(0);

return;

}

//定义一个十六进制的元素的表。

char[] arr = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};

//定义一个char类型元素的数组，用于存储每次获取到的十六进制值。

char[] chs = new char[32];

int pos = chs.length;

while(num!=0)

{

int temp = num & base;

chs[--pos] = arr[temp];

num = num >>> offset;

}

// System.out.println("pos="+pos);

//打印数组内容。

for(int x=pos; x<chs.length;x++)

{

System.out.print(chs[x]);

}

System.out.println();

}

}

二维数组：

常见的二维数组的定义形式：

1、 int[][] arr = new int[3][3];

2、 int[][] arr = new int[3][]; //定义一个二维数组，明确了二维数组的长度，但是二维中的每一个一位数组没有明确

    arr[0]=new int[3];

arr[1]=new int[2];

arr[2]=new int[5];

3、 int[] arr[] = new int[3][3];

4、 int arr[][] = new int[3][3];

5、 int[][] arr = {{1,3,5,6},{6,3,2},{1,2}};

什么时候使用二维数组：当数组多了就可以采用二维数组来继续存储。

中括号随着类型定义对所有变量都起作用，如果中括号在变量后面只对当前的变量起作用。

class  Array2Demo

{

public static void main(String[] args) 

{

// int[] arr = new int[3];

// 数组中的数组：数组中的元素还是数组。

// int[][] arr = new int[2][3];

// System.out.println(arr[0][1]);//0

// System.out.println(arr[0]);//  [I@c17164

// System.out.println(arr);//     [[I@c17164

int[][] arr = new int[][];//定义一个二维数组，明确了二维数组的长度，

//但是二维中每一个一维数组并没有明确。

//对二位数组中的每一个一维数组进行初始化。

arr[0] = new int[3];

arr[1] = new int[1];

arr[2] = new int[2];

System.out.println(arr);//[[I@c17164

System.out.println(arr[0]);//null

class Array2Demo2 

{

public static void main(String[] args) 

{

//int[][] arr = {{3,7,18,5},{3,6,4,8,9},{15,89}};

int[][] arr = {{4,6,2,8},{1,9,3,2},{6,8,4,8}};

// System.out.println(arr.length);//3

// System.out.println(arr[1].length);

//遍历二维数组中的所有元素。大圈套小圈

for(int x=0; x<arr.length; x++)

{

int sum = 0;

for (int y=0; y<arr[x].length ; y++)

{

//System.out.println(arr[x][y]);

sum += arr[x][y];

}

System.out.println("sum="+sum);

}

String[] arr1 = getMonth("夏季");

for(int x=0; x<arr1.length; x++)

{

System.out.println(arr1[x]+",");

}

}

public static String[] getMonth(String str)

{

String[] season = {"春季","夏季","秋季","冬季"};

int index = searchIndex(season,str);

tring[][] month = {{"三月","四月","五月"},{"六月","七月","八月"},{"九月","十月","十一月"},{"十二月","一月","二月"}};

return month[index];

}

public static int searchIndex(String[] arr,String key)

{

for(int x=0; x<arr.length; x++)

{

if(arr[x].equals(key))

return x;

}

return -1;

}

}

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