数组

一、概念

1、数组的定义

数组：同一种类型数据的集合。

2、数组的好处

可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这些元素。

3、数组的内存结构

Java程序在运行时，需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率，有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。

1）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。

2）堆内存

（1）数组和对象，通过new建立的实例都存放在堆内存中。

（2）每一个实体都有内存地址值

（3）实体中的变量都有默认初始化值

（4）实体不在被使用，会在不确定的时间内被垃圾回收器回收

 

 

4、垃圾回收机制

Java本身成长于C++，它优化了C++语言的一些特性，而变得更简单易学、易懂，尤其在内存这一块，要比C++做得好，C++的特点在于，我们写程序，会在内存中开辟空间。当实体越来越多时，比较占用内存空间，由程序员手动地调用一个功能把程序清除掉。如果程序员忘了做，这些程序运行时间越长，运行越慢，甚至最后会死机。而JAVA把这部分优化了，程序员不用手动清除。只要对象和实体在堆内存中已经变成垃圾，Java虚拟机会自动地帮我们启动垃圾回收机制，将堆内存中不再被使用的实体清除掉。

二、格式一

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，……};

Int[ ] arr = new int [ ] {3,5,1,7};

Int[ ] arr = {3,5,1,7};

三、常见错误

1、出现ArrayIndexOutofBoundsException

操作数组时，访问到了数组中不存在的角标。

2、出现 NullPointerException

空指针异常。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。

四、常见操作

1、遍历

 /*思路：1.定义变量，让其与数组长度比较，构成循环。 2.构建打印数组格式，并排列好字符。*/class shuzu{public static void main(String[] args){int [] arr={1,3,5,7,9,11};printArray(arr);}public static void printArray(int[] arr){System.out.print("[");//先打印个[for (int x=0;x<arr.length ;x++ )//用for语句来循环{if(x!=arr.length-1)//用if来控制,个数System.out.print(arr[x]+",");elseSystem.out.println(arr[x]+"]");//最后打印]}}}

结果输出：

2、获取最值

 /*思路：1.定义变量作为存放最大值，并与数组中的元素进行比较。若元素大，取元素。反之。 2.用for构建循环，遍历找出最大值*/class max1{public static int getMax(int[] arr)//创建选取最大值函数{int max =arr[0];for (int x=1;x<arr.length ; x++)//遍历{if(max<arr[x])//条件比较选取max=arr[x];}return max;}public static void main(String[] args)//定义主函数{int[] arr=new int[]{7,9,11,3,5,19,8};    int max =getMax(arr);    System.out.println("max="+max);}}

结果输出：

获取最大值的另一种方式。

可不可以将临时变量初始化为0呢？可以。这种方式，其实是在初始化为数组中任意一个角标。

public class forfor {/** *  * @param args */public static void main(String[] args) {//创建数组int[] arr=new int[]{1,78,34,5,68};//调用函数getMax(arr);//提取返回值int max=getMax(arr);//打印System.out.println(max);}public static int getMax(int[] arr){//定义变量int max=0;//循环比较for (int i = 1; i < arr.length; i++) {if(arr[max]<arr[i]){max=i;}}return arr[max];}}

3、选择排序

/*需求：对给定数组进行排序  [1,9,5,8,3,12,2]  思路：1.整体分模块，一个为主函数，一个为打印数组，一个为排序。2.排序：一对多遍历对比，得出最值后互换位置,借用第三方变量存储来实现。3.循环遍历，用到for语句；用if条件控制。*/class select1{public static void selectSort(int[] arr)//排序模块{for (int x=0;x<arr.length-1; x++)//前面排序完了，最后一个只能和自己排序，没必要。所以length-1{for (int y=x+1;y<arr.length ;y++)//x对y为一前多后{if(arr[x]>arr[y])//设置条件，借用第三方变量完成元素置换{int temp =arr[x];arr[x]=arr[y];arr[y]=temp;}}}}public static void main(String[] args)//主函数模块{int[] arr=new int[]{1,9,8,3,12,2};printArray(arr);//打印未排序的数组selectSort(arr);//排序数组printArray(arr);//打印排序后的数组}public static void printArray(int[] arr)//打印模块{System.out.print("[");for (int x=0;x<arr.length;x++)//用for来控制循环{if(x!=arr.length-1)//控制，的个数System.out.print(arr[x]+",");elseSystem.out.println(arr[x]+"]");}}}

结果输出：

4、冒泡排序

相邻的两个元素进行比较，如果符合条件，则进行换位。

/*需求：对给定数组进行排序  [1,9,5,8,3,12,2]  思路：1.整体分模块，一个为主函数，一个为打印数组，一个为排序。2.排序：两两比较，小的左移，大的右移,第一次能在右边得到一个最大值，借用第三方变量存储来实现。3.循环遍历，用到for语句；用if条件控制。*/class select1{public static void bubbleSort(int[] arr)//排序模块{for (int x=0;x<arr.length-1; x++)//前面排序完了，最后一个只能和自己排序，没必要。所以length-1{for (int y=0;y<arr.length-x-1;y++)//-x：让每次比较的元素减少；-1：防止角标越界。{if(arr[y]>arr[y+1])//设置条件，借用第三方变量完成元素置换{int temp =arr[y];arr[y]=arr[y+1];arr[y+1]=temp;}}}}public static void main(String[] args)//主函数模块{int[] arr=new int[]{1,9,8,3,12,2};printArray(arr);//打印未排序的数组bubbleSort(arr);//冒泡排序数组printArray(arr);//打印排序后的数组}public static void printArray(int[] arr)//打印模块{System.out.print("[");for (int x=0;x<arr.length;x++)//用for来控制循环{if(x!=arr.length-1)//控制，的个数System.out.print(arr[x]+",");elseSystem.out.println(arr[x]+"]");}}

结果输出：

 

第二版 选择排序与冒泡排序

public class select {/** * @param args */public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub//定义数组int[] arr=new int[]{12,24,35,57,23,253,1};//调用函数selectDemo(arr);printArray(arr);}public static void selectDemo(int[] arr){//外循环控制行for(int x=0;x<arr.length-1;x++){//内循环控制列的内容for(int y=x+1;y<arr.length;y++){if(arr[x]<arr[y]){//元素互换int temp=arr[x];arr[x]=arr[y];arr[y]=temp;}}}}public static void printArray(int[] arr){System.out.print("[");for(int x=0;x<arr.length;x++){//如果不为末尾元素if(x!=arr.length-1){System.out.print(arr[x]+",");}elseSystem.out.print(arr[x]+"]");}}}

我的总结：选择排序和冒泡排序有相似的代码块，只要把第二版新代码选择排序内循环的变量int y=x+1改为int y=1，y=arr.length改为arr.length-x-1，即可变为冒泡排序。

5、位置置换功能抽取

发现无论怎么排序，都需要对满足条件的元素进行位置置换。

所以可以把这部分的代码提取出来，单独封装成一个函数。

/*需求：对给定数组进行排序  [1,9,5,8,3,12,2]  思路：1.整体分模块，一个为主函数，一个为打印数组，一个为排序。2.排序：两两比较，小的左移，大的右移,第一次能在右边得到一个最大值，借用第三方变量存储来实现。3.循环遍历，用到for语句；用if条件控制。*/class select1{public static void bubbleSort(int[] arr)//排序模块{for (int x=0;x<arr.length-1; x++)//前面排序完了，最后一个只能和自己排序，没必要。所以length-1{for (int y=0;y<arr.length-x-1;y++)//-x：让每次比较的元素减少；-1：防止角标越界。{if(arr[y]>arr[y+1])//设置条件，借用第三方变量完成元素置换{/*int temp =arr[y];arr[y]=arr[y+1];arr[y+1]=temp;*/swap(arr,y,y+1);//封装代码}}}}public static void main(String[] args)//主函数模块{int[] arr=new int[]{1,9,8,3,12,2};printArray(arr);//打印未排序的数组bubbleSort(arr);//冒泡排序数组printArray(arr);//打印排序后的数组}public static void printArray(int[] arr)//打印模块{System.out.print("[");for (int x=0;x<arr.length;x++)//用for来控制循环{if(x!=arr.length-1)//控制，的个数System.out.print(arr[x]+",");elseSystem.out.println(arr[x]+"]");}}public static void swap(int[] arr,int a,int b){int temp=arr[a];arr[a]=arr[b];arr[b]=temp;}}

结果输出：

6、折半查找

/*需求:有一个有序的数组，想要将一个元素8插入这个数组种，还要保证这数组时有序的。  思路：1.将该元素与数组中的中间值比较2.当max<min时，这元素可插在mid的位置。*/class halfsearch{public static void main(String[] args){int[] arr=new int[]{1,3,6,8,10,45,67,90};int index=getIndex(arr,8);System.out.println("index="+index);}public static int getIndex(int[] arr,int key){int min=0,max=arr.length-1,mid;//定义三变量协助寻找8的位置while(min<=max)//终止循环条件{mid=(max+min)/2;if(key>arr[mid])//选右半边继续找min=mid+1;else if(key<arr[mid])//选左半边继续找max=mid-1;elsereturn mid;}return min;}}

结果输出：

7、进制转换

/*需求：把十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数  思路：1.不论转换为二、八、十六进制都有共通部分，所以把共同部分封装做成一个函数2.制表存数3.建立求余循环；建立指针打印循环。*/class hi{public static void main(String[] args){toBin(60);}public static void toBin(int num)//十进制转二进制{trans(num,1,1);}public static void toOct(int num)//十进制转八进制{trans(num,7,3);}public static void toHex(int num)//十进制转十六进制{trans(num,15,4);}public static void trans(int num,int base,int offset)//封装的公共部分{if(num==0)//特殊情况：0值{System.out.println(0);return ;}char[] chs={'0','1','2','3','4',//建表作为存储容器        '5','6','7','8',        '9','A','B','C',        'D','E','F'};char[] arr=new char[32];//32位足够装int pos=arr.length;//指针由后向前while(num!=0)//打印有效位{int temp=num & base;//求余arr[--pos]=chs[temp];//查表得对应值num=num >>> offset;//移位}for (int x=pos;x<arr.length;x++)//指针的循环部分，打印有效位{System.out.print(arr[x]);}}}

结果输出：

八、二维数组

数组中的数组

格式1：int[ ][ ] arr=new int[3][2];

a.      定义了名称为arr的二维数组

b.      二维数组中有3个一位数组

c.      每一个一位数组中有2个元素

d.      一维数组的名称分别为arr[0],arr[1],arr[2]

e.      给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：arr[0][1]=78

格式2：int[ ][ ] arr=new int[3][ ];

a.      二位数组中有3个一位数组

b.      每个以为数组都是默认初始化值null

c.      可以对这个三个一维数组分别进行初始化

        arr[0]=new int[3];

arr[1]=new int[1];

arr[2]=new int[2];

一种特殊的写法：int [ ] x,y[ ]  (x为一维，y为二维)

二维数组在内存中的分配情况：