Java基础3.数组

目录

一、数组的概念

二、一维数组

1.一维数组的声明与初始化

2.一维数组元素的引用:通过角标的方式调用      

3.数组的属性:length

4.一维数组的遍历

5.一维数组元素的默认初始化值

6.一维数组的内存结构​编辑

 三、二维数组

1.如何理解二维数组?

2.二维数组的声明与初始化

3.如何调用二维数组元素:

4.二维数组的属性:

5.遍历二维数组元素

6.二维数组元素的默认初始化值

7.二维数组的内存结构​编辑

四、数组的常见算法

1.数组的创建与元素赋值:

2.针对于数值型的数组:

3.数组的赋值与复制

3.1 赋值:

3.2 复制:

4.数组元素的反转          

5.数组中指定元素的查找:搜索、检查

5.1 线性查找:

5.2 二分法查找:

6.数组的排序算法

五、Arrays工具类的

        1.boolean equals(int[] a,int[] b)    

2.String toString(int[] a)

3.void fill(int[] a,int val)

4.void sort(int[] a)

5.int binarySearch(int[] a,int key)

六、数组常见的异常

1.数组角标越界异常:ArrayIndexOutOfBoundsException

2.空指针异常:NullPointerException


一、数组的概念

1.数组(Array),是多个相同类型数据一定顺序排列的集合,
   并使用一个名字命名,并通过编号的方式对这些数据进行统一管理
2.数组相关的概念: 
  >数组名
  >元素
  >角标、下标、索引
  >数组的长度:元素的个数
3.数组的特点:
  1)数组是序排列的
  2)数组属于引用类型的变量。数组的元素,既可以是基本数据类型,也可以是引用数据类型
  3)创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
  4数组的长度一旦确定就不能修改
4.数组的分类:
  ①照维数:一维数组、二维数组、....
  ②照数组元素的类型:基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组

5.注:数组是一个连续的空间,删除一个数组元素不能设为null,只能由后一个元素覆盖掉前一个

二、一维数组

1.一维数组的声明与初始化

正确的方式:
        int num;//声名
        num = 10;//初始化
        int id = 1001;//声名+初始化
        
        int[] ids;//声名
        //1.1静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
        ids = new int[] {1001,1002,1002,1004};
        //1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
        String[] names = new String[5];

        简单写法:int[] arr4 = {1,2,3,4,5};

错误的方式:
        //int[] arr1 = new int[];
        //int[5] arr2 = new int[5];
        //int[] arr3 = new int[3] {1,2,3};

2.一维数组元素的引用:通过角标的方式调用      

        names[0] = "王明";
        names[1] = "王赫";
        names[2] = "张学良";
        names[3] = "杨虎城";//charAt(0)
        names[4] = "周扬";

3.数组的属性:length

System.out.println(names.length);//5
System.out.println(ids.length);

说明:
数组一旦初始化,其长度就是确定的。arr.length
数组的长度一旦确定,就不可更改


4.一维数组的遍历

for(int i = 0;i<names.length;i++) {
            System.out.println(names[i]);
        }  

4.1增强for循环

增强for循环:专门用来遍历数组和集合的,遍历过程中,不能对集合的元素进行增删操作。

  for( 元素的数据类型 变量名  :  数组名/集合名{

        }

例子:

public static void main(String[] args) {
		// 定义一个数组
		int[] array = new int[5];
		array[0] = 73;
		array[1] = 84;
		array[2] = 99;
		array[3] = 10;
		array[4] = -10;
		
		//增强for循环
        //i:代表数组的元素,不是下标
		for(int i:array) {
			System.out.println(i);
		}

	}

    
5.一维数组元素的默认初始化值

 >数组元素是整数型0
 >数组的元素是浮点型0.0
 >数组元素是char类型0(ASCII码的0)或'\u0000'而非字符'0'
 >数组元素是boolean型false(false代表0,true代表1
 
 >数组元素为引用数据类型:例如String类型:null(空)

6.一维数组的内存结构

 三、二维数组

1.如何理解二维数组?

数组属于引用数据类型
数组的元素也可以是引用数据类型
一个一维数组A的元素如果还是一个一维数组类型的,则,此数组A称为二维数组

2.二维数组的声明与初始化

正确的方式:
        int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};//一维数组
        //静态初始化
        int[][] arr1 = new int[][]{{4,5,6},{5,2},{1,2,3}};
        //动态初始化1
        String[][] arr2 = new String[3][2];//二维数组长度为3,里边的一维数组长度都为2
        //动态初始化2
        String[][] arr3 = new String[3][];

        //其他的正确写法
        int[] arr4[] = new int[][] {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
        int[] arr5[] =  {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
错误的方式:
//   String[][] arr4 = new String[][4];
//   String[4][3] arr5 = new String[];
//   int[][] arr6 = new int[4][3]{{1,2,3},{4,5}};


3.如何调用二维数组元素:

        System.out.println(arr1[0][1]);/5
        System.out.println(arr2[1][1]);//null
        
        arr3[1] = new String[4];
        System.out.println(arr3[1][0]);//null
        System.out.println(arr3[0]);//null


4.二维数组的属性:

        System.out.println(arr4.length);//3
        System.out.println(arr4[0].length);//3
        System.out.println(arr4[1].length);//2

5.遍历二维数组元素

 for(int i = 0;i<arr4.length;i++) {
            for(int j = 0;j<arr4[i].length;j++) {
                System.out.println(arr4[i][j]+" ");
            }
            System.out.println();
        }

6.二维数组元素的默认初始化值

 规定二维数组为外层数组的元素,内层数组的元素
          int[] arr = new int[4][3];
          外层元素:arr[0],arr[1]等
          内层元素:arr[]0[0],arr[1][2]
引用数据类型的值要么是地址值要么是null二选一
  
    ⑤数组元素的默认初始化值
                针对于初始化方式一:比如:int[][] arr = new int[4][3];
        外层元素的初始化值为:地址值
        内层元素的初始化值为:与一维数组初始化情况相同
                正对初始化方式二:比如:int[][] arr = new int[4][];
                      外层元素初始化为:null
                      内层元素的初始值为:不能调用,否则报错
    
    ⑥数组的内存解析(内存中是如何分配数据结构的


7.二维数组的内存结构

四、数组的常见算法

3.数组练习题_chasing鱼的博客-CSDN博客

1.数组的创建与元素赋值:

杨辉三角(二维数组)、回形数(二维数组)、6个数,1-30之间随机生成且不重复


2.针对于数值型的数组:

最大值,最小值,总和,平均数等

3.数组的赋值与复制

int[] array1,array2;
array1 = new int[]{1,2,3,4};

3.1 赋值:

array2 = array1;
如何理解:将array1保存的数组的地址值赋给了array2,使得array1和array2共同指向堆空间中的同一个数组实体。

3.2 复制:

int[] array2 = new int[array1.length];
for(int i = 0;i<array2.length;i++){
array2[i] = array1[i];
}
如何理解:我们通过new的方式,给array2在堆空间中新开辟了数组的空间,将array1数组中的元素值,一个一个的赋值给array2数组中。 

4.数组元素的反转
          

        //数组的反转
        //方式一:
        /*for(int i = 0;i<arr.length/2;i++) {
            String temp = arr[i];
            arr[i] = arr[arr.length-1-i];
            arr[arr.length-1-i] = temp;
        }*/
        //方式二
        for(int i = 0,j = arr.length-1;i<j;i++,j--) {
            String temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }

5.数组中指定元素的查找:搜索、检查

5.1 线性查找:

实现思路:通过遍历的方式,一个一个的数据进行比较、查找。
适用性:具有普遍适用性

5.2 二分法查找:

实现思路:每次比较中间值,折半的方式检索
适用性:(前提:数组必须有序(升序排列才行))

6.数组的排序算法

理解:
1)衡量排序算法的优劣:

时间复杂度,空间复杂度,稳定性

2)排序的分类:内部排序(只使用内存) 与 外部排序(需要借助于磁盘)


3)不同排序算法的时间复杂度

冒泡排序的实现:--需要能手写出来
        
        int[] arr1 = new int[] {34,5,22,-98,6,-76,0,-3};
        //冒泡排序
        for(int i = 0;i<arr1.length-1;i++) {//控制循环几轮

            for(int j=0;j<arr1.length-1-i;j++) {//控制角标
                if(arr1[j]>arr1[j+1]) {
                int temp = arr1[j];
                arr1[j]=arr1[j+1];
                arr1[j+1] = temp;
                }
            }    
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));

五、Arrays工具类的

 1.boolean equals(int[] a,int[] b)    

            //1.boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等。
            int[] arr1 = new int[] {1,2,3,4};
			int[] arr2 = new int[] {1,3,2,4};
			boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
			System.out.println(isEquals);//false

2.String toString(int[] a)

		//2.String toString(int[] a):输出数组信息。
			System.out.println(Arrays.toString(arr1));

3.void fill(int[] a,int val)

		//3.void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组之中。
			Arrays.fill(arr1, 10);
			System.out.println(Arrays.toString(arr1));

4.void sort(int[] a)

		//4.void sort(int[] a):对数组进行排序。升序
			Arrays.sort(arr2);
			System.out.println(Arrays.toString(arr2));

5.int binarySearch(int[] a,int key)

对排序(升序排列)后的数组进行二分法检索指定的值。

//5.int binarySearch(int[] a,int key):对排序后的数组进行二分法检索指定的值。

int[] arr3 = new int[] {-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};

//Arrays.binarySearch()它的返回值是正负数:正数则是找到了这个是数,返回值是负数则是没找到
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
	if(index>=0) {
		System.out.println("这个数的位置是:"+index);
	}else {
		System.out.println("没找到!");
	}

六、数组常见的异常

1.数组角标越界异常:ArrayIndexOutOfBoundsException

//1.数组角标越界异常:ArrayIndexOutBoundsExcetion
		int[] arr = new int[] {1,2,3,4,5};
		
//		for(int i = 0;i<=arr.length;i++) {
//			System.out.println(arr[i]);
//		}
		
//		System.out.println(arr[-2]);

2.空指针异常:NullPointerException

		//2.空指针异常:NullPointerException
//        如果是在整个数组中的遍历时不会报错,当你对这个空的位置进行操作时,会包空指针异常
		//情况一:
//		int[] arr1 = new int[] {1,2,3};
//		arr1 = null;//地址变成了空,再去找第一个元素找不到,则为空指针
//		System.out.println(arr1[0]);
		
		//情况二:
//		int[][] arr2 = new int[4][];
//		System.out.println(arr2[0]);//null
//		System.out.println(arr2[0][1]);//空指针异常
		
		//情况三:
		String[] arr3 = new String[] {"AA","BB","CC"};
//		arr3[0] = null;
		System.out.println(arr3[0].toString());

     
 

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