java基礎5 (一維)數組和二維數組

本文知識點（目錄）：

    一維數組（一維數組的概念、優勢、格式、定義、初始化、遍歷、常見異常、內存分析以及常見操做(找最大值、選擇排序、冒泡排序等等)）
    二維數組（二維數組的遍歷、排序、查找、定義、初始化以及常見操做等等）

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一、一維數組

1、前言

若是須要存儲大量的數據，例如若是須要讀取100個數，那麼就須要定義100個變量，顯然重複寫100次代碼，是沒有太大意義的。如何解決這個問題，Java語言提供了數組（array）的數據結構，是一個容器能夠存儲相同數據類型的元素，能夠將100個數存儲到數組中。

1.1、組的概念

    同一種類型數據的集合。其實數組就是一個容器。運算的時候有不少數據參與運算,那麼首先須要作的是什麼.不是如何運算而是如何保存這些數據以便於後期的運算，那麼數組就是一種用於存儲數據的方式，能存數據的地方咱們稱之爲容器，容器裏裝的東西就是數組的元素, 數組能夠裝任意類型的數據，雖然能夠裝任意類型的數據,可是定義好的數組只能裝一種元素， 也就是數組一旦定義，那麼裏邊存儲的數據類型也就肯定了。

1.2、數組的好處

    存數據和不存數據有什麼區別嗎？數組的最大好處就是能都給存儲進來的元素自動進行編號. 注意編號是從0開始。方便操做這些數據。

例如 學生的編號，使用學號就能夠找到對應的學生。

1.3、數組的格式

     元素類型[] 數組名 = new 元素類型[元素個數或數組長度];

示例：int[] arr = new int[5];

實例：int [] x=new int[3] 詳解 1、聲明數組變量 爲了使用數組必須在程序中聲明數組，並指定數組的元素類型 =左半部分： 先寫左邊明確了元素類型 是int ，容器使用數組，那麼如何來標識數組？.那麼用一個特殊的符號[]中括號來表示。想要使用數組是須要給數組起一個名字的,那麼咱們在這裏給這個數組起名字爲x .接着跟上等號。 代碼體現： int [] x 注意：int x[] 也是一種建立數組的格式。推薦使用int [] x 的形式聲明數組。 2、建立數組 =右半部分： 要使用一個新的關鍵字.叫作new。new 用來在內存中產生一個容器實體，數據要存儲是須要有空間的，存儲不少數據的空間用new 操做符來開闢，new int[3]; 這個3是元素的個數。右邊這部分就是在內存中定義了一個真實存在的數組，能存儲3個元素。 new int[3] 作了兩件事情，首先使用new int[3] 建立了一個數組，而後把這個數組的引用賦值給數組變量x。 int [] x=new int[3]; 3、x 是什麼類型？ 任何一個變量都得有本身的數據類型。注意這個x 不是int 類型的 。int 表明的是容器裏邊元素的類型。那麼x 是數組類型的。 數組是一種單獨的數據類型。數據類型分爲2大派，分爲基本數據類型和引用數據類型。 第二大派是引用數據類型。那麼你們如今已經接觸到了引用數據類型三種當中的一種。就是數組類型 [] 中括號就表明數組。 四、int[] arr = new int[5];在內存中發生了什麼？ 內存任何一個程序,運行的時候都須要在內存中開闢空間.int[] arr = new int[5]; 這個程序在內存中是什麼樣?這就涉及到了java虛擬機在執行程序時所開闢的空間,那麼java開闢啓動了多少空間呢？繼續學習java的內存結構。

2、數組的定義

注意：給數組分配空間時，必須指定數組可以存儲的元素個數來肯定數組大小。建立數組以後不能修改數組的大小。可使用length 屬性獲取數組的大小。遍歷數組

三、數組初始化

初始化方式1：不使用運算符new (靜態初始化) int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int[] arr2 = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }; 
初始化方式2： (動態初始化) int[] arr3=new int[3]; arr3[0]=1; arr3[1]=5; arr3[2]=6;

若是數組初始化中不使用運算符new。須要注意：下列寫法是錯誤的。

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

此時初始化數組，必須將聲明，建立，初始化都放在一條語句中個，分開會產生語法錯誤。

因此只能以下寫：

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

四、數組遍歷

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; for (int y = 0; y < 3; y++) { System.out.println(x[y]); // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1;
    } // 那麼這就是數組的第一個常見操做.遍歷
}

數組中有一個屬性能夠獲取到數組中元素的個數,也就是數組的長度. 數組名.length

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; for (int y = 0; y < x.length; y++) { System.out.println(x[y]); // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1;
    } // 那麼這就是數組的第一個常見操做.遍歷
}

五、數組的常見異常

 一、數組角標越界異常：注意：數組的角標從0開始。

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; System.out.println(x[3]); //java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException ：數組下標越界
}

2、空指針異常:

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; x = null; System.out.println(x[1]); // java.lang.NullPointerException ：空指針異常
}

數組: 何時使用數組:當元素較多時爲了方便操做這些數組,會先進行來臨時存儲，所使用的容器就是數組。

特色: 數組長度是固定的。

六、數組的內存分析

案例分析一：

案例分析二：

7、數組的常見操做

7.1一個數組取出最大值 

/*定義一個獲取最大值的功能: 一、肯定結果 ：返回值類型 int 二、未知內容：要獲取哪一個數組的最大值沒有肯定，則是數組沒有肯定 思路： 一、定義一個變量，記錄住數組的比較大的元素。 二、遍歷整個數組，讓數組的每個元素都和該變量進行對比便可。 三、當變量遇到比它大的元素，則讓該變量記錄該元素的值，當循環結束時，最大值產生了 */
    
public static int getMax(int[] arr){ //定義變量記錄較大的值，初始化爲數組中的任意一個元素。
    int max = arr[0]; for(int x=1; x < arr.length; x++){ if(arr[x] > max){ max = arr[x]; } } return max; } 

7.2直接排序 (選擇排序)

/* *若是控制檯出現: "錯誤:編碼GBK的不可映射字符",則聲明編碼類型便可: * SQL>javac -encoding UTF-8 Demo2.java *緣由:控制檯的編碼格式是GBK格式,你編寫的代碼可能保存的是UTF-8格式或者其餘格式. */

 /* *選擇排序。 *以一個角標的元素和其餘元素進行比較。 *在內循環第一次結束，最值出現的頭角標位置上。 */
class Demo4{ public static void selectSort(int[] arr){ for(int x=0; x<arr.length-1; x++){//有"length-1",運行後的結果:4 5 23 32 67; 去掉"-1",運行後的結果:4 5 23 32 67 88. //-1的做用:避免角標越界 for(int y=x+1; y<arr.length; y++){ //爲何y的初始化值是 x+1？由於每一次比較,都用x角標上的元素和下一個元素進行比較。
                if(arr[x]>arr[y]){ int temp = arr[x]; arr[x] = arr[y]; arr[y] = temp; } } System.out.print(arr[x]+"  "); } } public static void main(String[] args){ int[] a = {23,32,4,5,67,88}; Demo4.selectSort(a); } }

結果圖

7.3冒泡排序

 /* *冒泡排序。 *比較方式：相鄰兩個元素進行比較。若是知足條件就進行位置置換。 *原理：內循環結束一次，最值出如今尾角標位置。 */
public static void bubbleSort(int[] arr){ for(int x=0; x<arr.length-1; x++){ for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++){ //-x:讓每次參與比較的元減。 //-1:避免角標越界。
            if(arr[y]>arr[y+1]){ int temp = arr[y]; arr[y] = arr[y+1]; arr[y+1] = temp; } } } }

7.4折半查找 (二分法)

/* *爲了提升查找效率，可以使用折半查找的方式，注意：這種查找只對有序的數組有效。 *這種方式也成爲二分查找法。 */
public static int halfSeach(int[] arr,int key){ int min,mid,max; min = 0; max = arr.length-1; mid = (max+min)/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; mid = (max+min)/2; } return mid; }

7.5 數組翻轉

/* 反轉其實就是頭角標和尾角標的元素進行位置的置換， 而後在讓頭角標自增。尾角標自減。 當頭角標<尾角標時，能夠進行置換的動做。 */
    public static void reverseArray(int[] arr){ for(int start=0,end=arr.length-1; start<end; start++,end--){ swap(arr,start,end); } } //對數組的元素進行位置的置換。
    public static void swap(int[] arr,int a,int b){ int temp = arr[a]; arr[a] = arr[b]; arr[b] = temp; }

二、二維數組

1、Arrays的使用

2、遍歷： toString()    將數組的元素以字符串的形式返回

3、排序： sort()        將數組按照升序排列

4、查找： binarySearch()在指定數組中查找指定元素，返回元素的索引，若是沒有找到返回（-插入點-1） 注意：使用查找的功能的時候，數組必定要先排序。

二維數組:

  吸菸：  

       沒錢             零買       1根        一個變量

       稍微有錢     一包      一維數組                   20根變量

       頗有錢         一條      10包(二維數組)         二維數組

二維數組：實質就是存儲是一維數組。

5、數組定義：

       數組類型[ ][ ] 數組名 =  new 數組類型[一維數組的個數][每個一維數組中元素的個數];

疑問： 爲何a.length = 3, a[0].length = 4?

6、數組的初始化：

靜態初始化:

int [ ][ ] a = new int[ ][ ]{ {12,34,45,89},{34,56,78,10},{1,3,6,4} };

動態初始化：

 

七、二維數組常見的操做:

1. 遍歷二維數組
2. 對二維數組求和

class Demo3 { // 定義一個遍歷二維數組的功能函數
    public static void printArr2( int [][] a ){ // 1. 拆開二維數組
       for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ ) { // 2. 拆開一維數組獲取數據
           for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ ){ System.out.print( a[i][j]+" ," ); } } } // 定義一個函數計算二維數組中的元素的累加和
    public static long getSum( int [][] a ){ // 0. 定義一個結果變量
        long sum = 0L; // 1. 拆開二維數組
       for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ ){ // 2. 拆開一維數組獲取數據
           for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ ){ sum+=a[i][j]; } } return sum; } // 統計二維數組中元素的個數
    public static int getDataCount( int [][] a ){ // 0. 記錄元素個數
       int  count = 0; // 1. 拆開二維數組
       for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ ){ // 2. 拆開一維數組獲取數據
           for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ ){ count++; } } return count; } public static void main(String[] args) { int [][] a = new int[][]{ {23,4,5},{2},{4,5,78,56,90} }; printArr2( a ); System.out.println(); System.out.println("累加和是： "+getSum( a ) ); System.out.println("統計元素個數： "+getDataCount( a ) ); System.out.println("Hello World!"); } } 

 

 

 

 

 

 

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