3.1 概论

3.1.1 数组基本介绍

  1. 数组的理解: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 数组属于引用数据类型的变量。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 按维数:一维数组、二维数组……
    ② 按数组元素的类型:基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组

3.1.2 数据结构相关

  1. 数据与数据之间的逻辑关系:集合、一对一、一对多、多对多
  2. 数据的存储结构:

    线性表:顺序表(比如:数组)、链表、栈、队列
    树形结构:二叉树
    图形结

3.1.3 算法相关

  1. 排序算法:
  2. 搜索算法:

3.2 一维数组

  1. 一维数组的声明与初始化

    ① 正确的方式:
        int num;//声明
        num = 10;//初始化
        int id = 1001;//声明 + 初始化
        
        int[] ids;//声明
        //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[]{1001,1002,1003,1004};
        //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];
        
        int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断
    
    ② 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

    //数组的角标(或索引从0开始的,到数组的长度-1结束)
    names[0] = "王铭";
    names[1] = "王赫";
    names[2] = "张学良";
    names[3] = "孙居龙";
    names[4] = "王宏志";//charAt(0)
  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数组长度一旦确定,就不可修改。
  4. 一维数组的遍历

    for(int i = 0;i < names.length;i++){
        System.out.println(names[i]);
    }
  5. 一维数组元素的默认初始化值

    数组元素是整型:0
    数组元素是浮点型:0.0
    数组元素是char型:0或'u0000',而非'0'
    数组元素是boolean型:false
    数组元素是引用数据类型:null
  6. 一维数组的内存解析

3.3 二维数组

  1. 如何理解二维数组?
    ① 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
    ② 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

    ① 正确的方式:
    int[] arr = new int[]{1,2,3};//一维数组
    //静态初始化
    int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
    //动态初始化1
    String[][] arr2 = new String[3][2];
    //动态初始化2
    String[][] arr3 = new String[3][];
    //以下也是正确的写法:
    int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};
    int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};//类型推断
        
    ② 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},{6,7,8}};
  3. 如何调用二维数组元素:

    System.out.println(arr1[0][1]);//2
    System.out.println(arr2[1][1]);//null
    arr3[1] = new String[4];
    System.out.println(arr3[1][0]);
    System.out.println(arr3[0]);//
  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);//4
  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.print(arr4[i][j] + "  ");
        }
        System.out.println();
    }
  6. 二维数组元素的默认初始化值
    ① 规定:二维数组分为外层数组的元素,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]等

    ② 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
    > 针对于初始化方式二:比如:int[][] arr = new int[4][];
       外层元素的初始化值为:null
       内层元素的初始化值为:不能调用,否则报错。
  7. 二维数组的内存结构

3.4 数组的常见算法

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};

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。

② 复制:

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到array2数组中。

4.数组元素的反转

//方法一:
for(int i = 0;i < arr.length / 2;i++){
    String temp = arr[i];
    arr[i] = arr[arr.length - i -1];
    arr[arr.length - i -1] = temp;
}

//方法二:
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、检索

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。

​ 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:以数组必须有序为前提

6.数组的排序算法

1)十大排序算法

① 选择排序:直接选择排序、堆排序
② 交换排序:冒泡排序、快速排序
③ 插入排序:直接插入排序、折半插入排序、Shell排序
④ 归并排序
⑤ 桶式排序
⑥ 基数排序

​ 2)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 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

④ 手写冒泡排序

int[] arr = new int[]{43,32,76,-98,0,64,33,-21,32,99};

//冒泡排序
for(int i = 0;i < arr.length - 1;i++){
    for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j++){
        if(arr[j] > arr[j + 1]){
            int temp = arr[j];
            arr[j] = arr[j + 1];
            arr[j + 1] = temp;
        }
    }
}

3.5 Arrays工具类的使用

/*
理解:
① 定义在java.util包下。
② Arrays:提供了很多操作数组的方法。
*/

//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);

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

//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):对数组进行排序。
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));

//5.int binarySearch(int[] a,int key)
int[] arr3 = new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
  if(index >= 0){
    System.out.println(index);
  }else{
    System.out.println("未找到");
  }

3.6 数组的常见异常

/*
小知识:一旦程序出现异常,未处理时,就终止执行。
*/

//1.数组角标越界异常:ArrayIndexOutOfBoundsException
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]);
System.out.println("hello");

//2.空指针异常:NullPointerException
//情况一:
int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
arr1 = null;
System.out.println(arr1[0]);
        
//情况二:
int[][] arr2 = new int[4][];
System.out.println(arr2[0][0]);
        
//情况三:
String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"};
arr3[0] = null;
System.out.println(arr3[0].toString());

本文参考自尚硅谷30天搞定Java核心技术,版权归原作者所有。