编程基础 ( 4 )数组

数组的定义：
概念：同一种类型数据的集合，其实数组就是一个容器
数组的好处：可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这引起元素
格式1：元素类型[]数组名 = new元素类型[元素个数或数组长度]
示例： int[] arr = new int[5]；
格式2：元素类型[]数组名 = new元素类型[] {元素，元素，……}；
示例： int[] arr = new int[] {3,5,1,7}；     int[] arr = {3,5,1,7}；

 

Java内存结构

 

Java程序在运行时，需要在内存中分配空间。为了提高去处效率，又对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式.栈内存用于存储局部变量，当数据使用完，所占空间会自动释放堆内存数组和对象，通过new建立的实例都存放在堆内存中
每一个实体都有内存地址值
实体中的变量都有默认初始值
实体不在被使用，会在不确定的时间内被垃圾回收器回收方法区，本地方法区，寄存器

 

实体在堆内存中都有默认初始化值：int为0，double为0.0，flaot为0.0f，boolean为false
只有引用型数据才能引用常量null
int[] arr = new int[]{3,1,6,5};//定义数组时，如果给定了初始值，[]里不要写元素个数，以免不对应。

 

 

//静态初始化-常见问题class ArrayDemo2    {public static void main(String[] args) {//int [] arr=new int[2];//int arr[]=new int[2];这个数组名位子不一样没关系。//int[] arr=new int[]{3,1,6,5,4};//定义了名称为arr的数组，是int类型的元素，通过大括号标出数组中元素内容。//int[] arr={3,1,6,5,4};//上式的简化版，数据明确的时候用这种。//int[] arr=new int [5];//arr[0]=90;//arr[1]=80;//int[] arr=new int[3];//System.out.println(arr[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3 操作数组时，访问到不存在的角标。int[] arr=new int[3];arr=null;System.out.println(arr[1]);//NullPointerException 空指针异常。//是指当引用没有任何指向值为null的情况，该引用还在用于操作实体。}}

 

//常见操作-遍历class ArrayDemo3 {public static void main(String[] args) {//数组的操作;//获取数组中的元素。通常会用到遍历。//int[] arr=new int[3];int[] arr={3,6,5,1,8,9,67};//数组中有一个属性可以直接获取到数组元素的个数。length.//使用方法:数组名称.length=System.out.println("length:"+arr.length);for (int x=0;x<arr.length;x++){System.out.println("arr["+x+"]="+arr[x]+";"); }printArray(arr);}         //定义功能，用于打印数组中的元素。元素间用逗号隔开。public static void printArray(int[] arr){System.out.print("[");for(int x=0;x<arr.length;x++){if(x!=arr.length-1) System.out.print(arr[x]+",");elseSystem.out.print(arr[x]+"]");//意在去除最后一个元素后面的逗号。}}}

 

//常见操作-获取最值/*给定一个数组｛5，1，6，4，2，8，9｝.1，获取数组中的最大值以及最小值。*/class ArrayTest {/*获取数组中的最大值。思路：1，获取最值需要进行比较。每一次比较都会有一个较大的值。因为改值不确定。通过一个变量进行临时存储。2，让数组中的每一个元素都和这么变量中的值进行比较。如果大于了变量中的值，就用该该变量记录较大值。3，当所有的元素都比较完成，那么该变量中存储的就是数组中的最大值了。步骤：1，通过定义变量，初始化为数组中任意一个元素即可。2，通过循环语句对数组进行遍历。3，在变量过程中定义判断条件，如果遍历到的元素比变量中的元素大，就赋值给该变量。需要定义一个功能来完成，一边提高复用性，1，明确结果，数组中的最大元素int。2，未知内容：一个数组 int[]*/public static int getMax(int[] arr) {int max=arr[0];for (int x=1;x<arr.length ;x++ ){if (arr[x]>max){max=arr[x];}}return max;}/*获取最大值的另一种方式。可不可一将临时变量初始化为0呢？可以。这种方式，其实在初始化为数组中任意一个角标。*/public static int getMax_2(int[] arr) {int max=0;for (int x=1;x<arr.length ;x++ ){if (arr[x]>arr[max]){max=x;}}return arr[max];}     /*获取最小值    */public static int getMin(int[] arr){int min=0;for (int x=1;x<arr.length ;x++ ){if (arr[x]<arr[min]){min=x;}}return arr[min];}//获取double类型数组的最大值。因为功能一致，所以定义相同的函数名称，以重载的形式存在。/*public static double getMax(double[] arr){}*/public static void main(String[] args){int[] arr= {5,1,6,4,2,8,9};int max=getMax_2(arr);System.out.println("Max="+max);int min=getMin(arr);System.out.println("Min="+min);}}

 

//排序-选择排序与冒泡排序/*对给定数组进行排序。｛5，1，6，4，2，8，9｝*/class ArrayTest2 {public static void main(String[] args) {int[] arr={5,1,6,4,2,8,9};//在排序前打印；printArray(arr);selectSort(arr);//排序后:printArray(arr);bubbleSort(arr);//另外 Java自带的排序  Arrays.sort(arr);在开发中，对数组排序使用该句代码。printArray(arr);}/*选择排序 最值出现在头角标位上。*/public static void selectSort(int[] arr){for (int x=0;x<arr.length-1 ;x++ ){for (int y=x+1;y<arr.length ;y++ ){if (arr[x]>arr[y])  //同理这里大于号改小于号就变成了从大到小排列。{/*int temp=arr[x];arr[x]=arr[y];arr[y]=temp;*/swap(arr,x,y);}}}}/*冒泡排序*/public static void bubbleSort(int[] arr){for (int x=0;x<arr.length-1 ;x++ )//冒泡排序还有一种方法for(int x=arr.length-1;x>0;x--)                                       // for(int y=0;y<x;y++)                   { for (int y=0;y<arr.length-x-1 ;y++ )//-x让每一次比较的元素减少；-1：避免角标越界。{if (arr[y]<arr[y+1]){/*int temp=arr[y];arr[y]=arr[y+1];arr[y+1]=temp;*/swap(arr,y,y+1);}}}}public static void printArray(int[] arr){System.out.print("[");for(int x=0;x<arr.length;x++){if(x!=arr.length-1) System.out.print(arr[x]+", ");elseSystem.out.println(arr[x]+"]");//意在去除最后一个元素后面的逗号。}}        //排序-位置置换功能抽取/*        发现无论什么排序。都要对满足条件的元素进行位置置换。        所以可以把这部分相同的代码提取出来，单独封装成一个函数。        */public static void swap(int []arr,int a,int b)            {int temp=arr[a];arr[a]=arr[b];arr[b]=temp;}}

 

/*数组的查找操作。*/class ArrayTest3 {public static void main(String[] args) {int[] arr={3,2,1,5,4,2,9};int index=getIndex(arr,2);System.out.println("index="+index);}/*折半查找。提高效率，但是必须要保证该数组是有序的数组。*///定义功能，获取key第一次出现在数组中的位置，如果返回是-1，代表key在数组中不存在。public static int getIndex(int[] arr,int key){for (int x=0;x<arr.length ;x++ ){if (arr[x]==key){return x;}}return -1;}}

 

class ArrayTest4 {public static void main(String[] args) {int[] arr={2,4,5,7,19,32,45};int index=halfSearch_2(arr,50);          //运行后结果是index=5System.out.println("index="+index);}        /*折半查找。提高效率，但是必须要保证该数组是有序的数组。*/public static int halfSearch(int[] arr,int key){int min,max,mid;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;}if (min>max){return -1;   //输入的不是数组中的元素 ，其结果会是-1 }mid=(max+min)/2;}return mid;}/*折半的第二种方式。*/public static int halfSearch_2(int[] arr,int key){int min=0,max=arr.length-1,mid;while (min<=max){mid=(max+min)>>1;if (key>arr[mid]){min=mid+1;}else if (key<arr[mid]){max=mid-1;}else return mid;}return -1;}}

 

/*数组的查找练习：有一个有序的数组，想要将一个元素插入到该数组中，还要保证该数组是有序的。如何获取该元素在数组中的位置。*/class ArrayTest5 {public static void main(String[] args) {int[] arr={2,4,5,7,8,19,32,45};int index=getIndex_2(arr,7);System.out.println("index="+index);   //结果是index=3 }public static int getIndex_2(int[] arr,int key){int min=0,max=arr.length-1,mid;while (min<=max){mid=(max+min)>>1;if (key>arr[mid]){min=mid+1;}else if (key<arr[mid]){max=mid-1;}else return mid;   }return min;}}

 

//进制的转换。class ArrayTest6 {public static void main(String[] args) {toBin(6);System.out.println(Integer.toBinaryString(60));toHex(60);}/*十进制-->二进制*/public static void toBin(int num){StringBuffer sb=new StringBuffer();//存数据的容器。while (num>0){//System.out.println(num%2);sb.append(num%2);//append 添加 算一个添加一个。num=num/2;}System.out.println(sb.reverse());//reverse 算术反转。  输出是110}/*十进制-->十六进制。*/public static void toHex(int num){StringBuffer sb=new StringBuffer();//存数据的容器。for (int x=0;x<8 ;x++ ){int temp=num&15;//十进制15就是十六进制的后四位1111的值，&于运算一假为假//0为假，1为真%15即和0000-0000 0000-0000 0000-0000 0000-1111做与运算。//也就是取二进制的最后四位出来。if(temp>9)//System.out.println((char)(temp-10+'A'));//这里char就是表示为字符型，16进制中0~9，第10位是A。sb.append((char)(temp-10+'A'));else//System.out.println(temp);sb.append(temp);num=num>>>4;}   System.out.println(sb.reverse());//reverse 算术反转}}

 

//查表法进制的转换。class ArrayTest7 {public static void main(String[] args) {toHex(60);}/* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9  A  B  C  D  E  F  ==十六进制中的元素 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15查表法：将所有的元素临时存储起来。建立对应关系、每一次&15后的值作为索引去查建立好的表。就可以找对应的元素。这样比-10+‘a’简单的多。这个表怎么建立？可以通过数据的形式来定义。出结果后是反着的，可通过StringBuffer reverse功能来完成。不过还没学习过。所以可以通过使用已经学习过的容器：数组开完成存储。*/public static void toHex(int num){char[] chs={'0','1','2','3',        '4','5','6','7',        '8','9','A','B',        'C','D','E','F'};//定义一个临时容器。char[] arr=new char[8];for (int x=0;x<8;x++){int temp=num&15;//System.out.println(chs[temp]);arr[x]=chs[temp];num=num>>>4;}//存储数据的arr数组遍历。for (int x=arr.length-1;x>=0 ;x-- )  //从最大位元素倒着打印{System.out.print(arr[x]+",");  //输出结果是0，0，0，0，0，0，3，C}}}

 

//查表法进制转换。class ArrayTest8 {public static void main(String[] args) {toHex(60);}public static void toHex(int num){char[] chs={'0','1','2','3',        '4','5','6','7',        '8','9','A','B',        'C','D','E','F'};//定义一个临时容器。char[] arr=new char[8];int pos=arr.length;while (num!=0){int temp=num&15;arr[--pos]=chs[temp];num=num>>>4;}System.out.println("pos="+pos);//存储数据的arr数组遍历。for (int x=pos;x<arr.length ;x++ )  //从最大位元素倒着打印{System.out.print(arr[x]+",");  //输出结果是 3，C，}}}

 

class ArrayTest9 {public static void main(String[] args) {toBin(6);}public static void toBin(int num){//定义二进制的表。char[] chs={'0','1'};//定义一个临时存数容器。char[] arr=new char[32];//定义一个操作数组的指针int pos=arr.length;while (num!=0){int temp=num&1;arr[--pos]=chs[temp];num=num>>>1;}for (int x=pos;x<arr.length ;x++ ){System.out.print(arr[x]);//toBin(6);输出结果是110   }}}

 

//进制转换的优化。class ArrayTest10 {public static void main(String[] args) {toBin(6);//6的二进制 输出结果是110toHex(-6);//-6的十六进制 输出结果是FFFFFFFAtoOctal(-60);//-60的八进制 输出结果是37777777704}/*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;}char[] chs={'0','1','2','3',        '4','5','6','7',        '8','9','A','B',        'C','D','E','F'};char[] arr=new char[32];int pos=arr.length;while (num!=0){int temp=num&base;arr[--pos]=chs[temp];num=num>>>offset;}for (int x=pos;x<arr.length ;x++ ){System.out.print(arr[x]);}System.out.println();}}

 

//二维数组。class Array2Demo {public static void main(String[] args) {//int[] arr=new int[3];//一维数组。//int[][] arr=new int[3][4];//定义了名称为arr的二维数组。二维数组中有3个一维数组。//每一个一维数组中有四个元素。//System.out.println(arr[0][1]);/*int[][] arr=new int[3][];arr[0]=new int[3];arr[1]=new int[1];arr[2]=new int[2];System.out.println(arr.length);//打印是二维数组的长度 3 ；System.out.println(arr[0].length);//打印是二维数组中第一个一维数组的长度。*/int[][] arr={{3,5,1,7},{2,3,5,8},{6,1,8,2}};int sum=0;for (int x=0;x<arr.length ;x++ ){for (int y=0;y<arr[x].length ;y++ ){sum=sum+arr[x][y];}}System.out.println("sum="+sum);//结果是sum=51}}