【Java SE】详解数组

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【Java SE】详解数组

2024-07-15 04:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

前言:在C语言中我们已经学习过数组,接下来,我们再主要学习一下Java中的数组,在Java中,数组变得更加高效和使用。

1. 数组的基本概念 1.1 什么是数组?

数组:可以看成是相同类型元素的一个集合。 

1. 数组中存放的元素其类型相同 2. 数组的空间是连在一起的 3. 每个空间有自己的编号,其实位置的编号为0,即数组的下标。

 1.2 数组的创建及初始化   1.2.1 数组的创建

数据类型[]  数组名称 = new 数据类型[数组的长度]

int[] array1 = new int[10];    // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组 double[] array2 = new double[5];  // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组 String[] array3 = new double[3];  // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组 

  1.2.2 数组的初始化

  数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。 

1. 动态初始化:在创建数组时,直接指定数组中元素的个数

int[] array = new int[10]

这种写法就直接固定了数组的个数

 2.静态初始化:在创建数组时不直接指定数据元素个数,而直接将具体的数据内容进行指定

语法格式: 数组类型[] 数组名称 = {data1, data2, data3, ..., datan};

int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}; String[] array3 = new String[]{"hell", "Java", "!!!"};

【注意事项】 静态初始化虽然没有指定数组的长度,编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。 静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。 静态初始化可以简写,省去后面的new T[]。

// 注意:虽然省去了new T[], 但是编译器编译代码时还是会还原 int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; double[] array2 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}; String[] array3 = {"hell", "Java", "!!!"}; 

一般我们都是以这种方法写出来的,比较高效简洁

注: C语言中 int arr[] = {1,2,3} 这样写法也可以,但是在Java中最好使用 int[] arr = {1,2,3}

 习惯得改掉

 注意事项:

 这个必须得一步到位,

int[] array1; array1 = new int[10]; int[] array2; array2 = new int[]{10, 20, 30}; // 注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败 // int[] array3; // array3 = {1, 2, 3}; 

如果没有对数组进行初始化,数组中元素有其默认值 如果数组中存储元素类型为基类类型,默认值为基类类型对应的默认值,比如:

 

 在Java中 ,默认值不会存随机值 

如果是整形类型 那个默认就放0

如果是引用类型 默认放得值为null

如果是boolean类型 默认为false

 

 如果数组中存储元素类型为引用类型,默认值为null

 1.3 数组的使用  1.3.1 数组中元素访问

数组在内存中是一段连续的空间,空间的编号都是从0开始的,依次递增,该编号称为数组的下标,数组可以通过下标访问其任意位置的元素。比如: 

 

 【注意事项】 1. 数组是一段连续的内存空间,因此支持随机访问,即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素 2. 下标从0开始,介于[0, N)之间不包含N,N为元素个数,不能越界,否则会报出下标越界异常。

抛出了 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 异常. 使用数组一定要下标谨防越界.

1.3.2 遍历数组 

所谓 "遍历" 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 访问是指对数组中的元素进行某种操作,比如:打印。

这是最基本的打印:

1. 如果数组中增加了一个元素,就需要增加一条打印语句 2. 如果输入中有100个元素,就需要写100个打印语句 3. 如果现在要把打印修改为给数组中每个元素加1,修改起来非常麻烦。

则可以使用循环来进行打印:

这是用的常见的方法:

int[] array = {10, 20, 30, 40, 50}; for (int i = 0 ; i < array.length; i++) { System.out.println(i); }

Java内不需要求数组的长度 里面配置了快捷方法

直接在数组.length  

就可以直接算出数组的长度

也可以使用 for-each 遍历数组 这是Java中有的方法

for-each 是 for 循环的另外一种使用方式,能够更方便的完成对数组的遍历

第一个参数是打印的值

第二个参数是数组名

还有一直方法打印成字符串打印出来:Arrays.toString   用String 类型的参数接收

2. 数组是引用类型

基本类型变量与引用类型变量的区别:

基本数据类型创建的变量,称为基本变量,该变量空间中直接存放的是其所对应的值; 而引用数据类型创建的变量,一般称为对象的引用,其空间中存储的是对象所在空间的地址。

 在上述代码中,a、b、arr,都是函数内部的变量,因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配。 a、b是内置类型的变量,因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值。 array是数组类型的引用变量,其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。 

从上图可以看到,引用变量并不直接存储对象本身,可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始地址。通过该地址,引用变量便可以去操作对象。有点类似C语言中的指针,但是Java中引用要比指针的操作更简单。 

认识null

null 在 Java 中表示 "空引用" , 也就是一个不指向对象的引用.

 解析:null 的作用类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操作. 一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException.

注意: Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存没有任何关联.

3. 数组的应用场景  3.1 保存数据 public class Test { public static void main(String[] args) { int[] array = {1, 2, 3}; for(int i = 0; i < array.length; i++){ System.out.println(array[i] + " ");} } } 3.2 作为函数的参数  public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 2, 3}; func(arr); System.out.println("arr[0] = " + arr[0]); } public static void func(int[] a) { a[0] = 10; System.out.println("a[0] = " + a[0]); }

// 执行结果 a[0] = 10 arr[0] = 10

因为数组是引用类型,按照引用类型来进行传递,是可以修改其中存放的内容的。相当于C语言中的传地址参数

3.3 作为函数的返回值

在Java中 数组也可以作为返回值被带回来

public static int[] func(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length ; i++) { arr[i] *= 2; } return arr; } public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,3,5}; int[] str = func(arr); for (int x:str) { System.out.print(x+" "); } }

 解析:Java中可以拿数组做为返回值,只需要拿数组接收就行,高效

4.数组练习 (重点) 4.1 数组转字符串

 

解析:Java中提供了  Arrays.toString()函数

()里面是数组名就行 

打印的就是字符串

 模拟实现 Arrays.toString()函数:

public class Test { public static String myToString(int[] array) { //判断数组是否为空 if (array == null) { return null; } String ret = "["; for (int i = 0; i < array.length ; i++) { ret += array[i]; if (i != array.length-1) { ret += ", "; } } ret += "]"; return ret; } public static void main(String[] args) { int[] array = {1,2,3,4,5,6}; String ret = myToString(array); System.out.println(ret); } }  4.2 数组拷贝(重点) 拷贝:将一个数组的内容拷贝到另一个数组

 这种方法是最基本的拷贝到另一个数组,效率比较低

接下来我们介绍Java中特有的方法 比较高效

高效方法:

 

Java中提供了函数,可以直接进行拷贝

Arrays.copyOf()函数

第一个参数为数组名

第二个参数为你要拷贝的长度 .length可以直接求出长度

这种直接赋值给自己,还可以进行扩大内存

原来的内存空间会消失,会开辟出一块新的内存空间

 Arrays.copyOfRange()函数可以拷贝范围

第一个参数为数组名

第二个参数为拷贝开始的数组下标

第三个参数为拷贝结束的数组下标

from 1 to 3

从1下标到3下标

左闭右开 [ 1 , 3 ); 所以取不到3下标的元素

 

 System.arraycopy()函数 也是拷贝  它一个有5个参数

第一个参数为拷贝的源地址

第二个参数为拷贝开始的下标

第三个参数为拷贝的目标地址

第四个参数为拷贝的目标开始下标

第五个参数为拷贝的长度

注:

这种可不是拷贝,这叫做赋值

因为它们所指向的还是同一块内存 

引用了同一个数组  这不是拷贝

4.3 查找数组中指定元素(二分查找)

二分查找的前提是数组已经排序好,不是乱序

这种算法效率较高 不是遍历所有数组去找 

 

代码实现:

public class Test { public static int binarySearch(int[] array,int key) { int left = 0; int right = array.length-1; while (left key) { right = mid -1; } else { return mid; } } return -1; } public static void main(String[] args) { int[] array = {1,3,44,11,22,145,2}; Arrays.sort(array); Scanner scanner = new Scanner(System.in); int key = scanner.nextInt(); int ret = binarySearch(array,key); //找到了 ,返回它的下标 找不到返回- 1 System.out.println(ret); } }

接下里Java中内置了二分查找函数,更加方便

Arrays.sort()函数 是给你的数组自动排序

 Array.binarySearch()函数:

 

4.4 数组排序(冒泡排序)

上一篇文章详细讲过

完整代码:

public class Test { public static void bubbleSort(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length - 1 ; i++) { boolean flag = false; for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) { if (arr[j] > arr[j+1]) { int tmp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] =tmp; flag = true; } } if (flag == false) { return ;//说明已经有序 } } } public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 5, 2, 7}; bubbleSort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); } }

冒泡排序性能较低. Java 中内置了更高效的排序算法

可以直接用 Arrays.sort()函数实现

4.5 介绍Java中几个内置数组的函数 (重点)

 Arrays.equals(arr1,arr2)函数

判断俩个数组是否相等

相等返回ture 反正false

 

 Arrays.fill()函数

可以填充数组里面的内容

第一个参数为数组

第二个参数为填充的值

 Arrays.fill()函数也可以进行局部添加 

 

5.二维数组

二维数组本质上也就是一维数组, 只不过每个元素又是一个一维数组.

 int[][] array1 = {1,2,3,4,5,6};

//这种写法是错误的,在Java中不能这样写

 

正确写法:

int[][] array2 = {{1,2,3},{4,5,6}};

int[][] array3 = new int[2][3]// 默认为0

打印遍历整个数组 : 

 

 

在Java中,定义的时候可以省略列,但不是省略行

int[][] array = new int[2][];

但是我们可以给它new一个一维数组对象出来

array[0] = new int[3];

array[1] = new int[5];

 

注:这个可以打印不规则的数组的,并不会全部补全 

总结:  

后期博主会陆续更新Java SE的知识

如有不足之处欢迎补充交流

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