Java中數組的概念及用法

這篇文章主要講解了“Java中數組的概念及用法”，文中的講解內容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習與理解，下面請大家跟著(zhù)小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習“Java中數組的概念及用法”吧！

一、數組的概述

1. 數組的理解：

數組(Array)，是多個(gè)相同類(lèi)型數據一定順序排列的集合，并使用一個(gè)名字命名，并通過(guò)編號的 方式對這些數據進(jìn)行統一管理。

2. 數組相關(guān)的概念：

數組名 元素 角標、下標、索引 數組的長(cháng)度：元素的個(gè)數

3. 數組的特點(diǎn)：

1. 數組是序排列的

2. 數組屬于引用數據類(lèi)型的變量。數組的元素，既可以是基本數據類(lèi)型，也可以是引用數據類(lèi)型

3. 創(chuàng )建數組對象會(huì )在內存中開(kāi)辟一整塊連續的空間

4. 數組的長(cháng)度一旦確定，就不能修改。

4. 數組的分類(lèi)：

① 按照維數：一維數組、二維數組、。。。

② 按照數組元素的類(lèi)型：基本數據類(lèi)型元素的數組、引用數據類(lèi)型元素的數組

5.數據結構：

1. 數據與數據之間的邏輯關(guān)系：集合（關(guān)系很弱）、一對一（數組里面的元素）、一對多（二叉樹(shù)）、多對多（社交網(wǎng)絡(luò )）

2. 數據的存儲結構： 線(xiàn)性表：順序表（比如：數組）、鏈表、棧、隊列 樹(shù)形結構：二叉樹(shù) 圖形結構：

二、一維數組

1. 一維數組的聲明與初始化

正確的方式：

int num;//聲明
num = 10;//初始化
int id = 1001;//聲明 + 初始化		
int[] ids;//聲明
//1.1 靜態(tài)初始化:數組的初始化和數組元素的賦值操作同時(shí)進(jìn)行
ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};
//1.2動(dòng)態(tài)初始化:數組的初始化和數組元素的賦值操作分開(kāi)進(jìn)行
String[] names = new String[5];
int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//類(lèi)型推斷

錯誤的方式：

//int[] arr1 = new int[];
//int[5] arr2 = new int[5];
//int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};

2. 一維數組元素的引用：

通過(guò)角標的方式調用。

//數組的角標（或索引從0開(kāi)始的，到數組的長(cháng)度-1結束。
names[0] = "王銘";
names[1] = "王赫";
names[2] = "張學(xué)良";
names[3] = "孫居龍";
names[4] = "王宏志";//charAt(0)

3. 數組的屬性：

數組的屬性：length

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

說(shuō)明： 數組一旦初始化，其長(cháng)度就是確定的。arr.length 數組長(cháng)度一旦確定，就不可修改。

4.一維數組的遍歷

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

5.一維數組元素的默認初始化值

• 數組元素是整型：0

• 數組元素是浮點(diǎn)型：0.0

• 數組元素是char型：0或'\u0000'，而非'0'

• 數組元素是boolean型：false

• 數組元素是引用數據類(lèi)型：null

6.一維數組的內存結構

三、二維數組

1.如何理解二維數組？

數組屬于引用數據類(lèi)型 數組的元素也可以是引用數據類(lèi)型 一個(gè)一維數組A的元素如果還是一個(gè)一維數組類(lèi)型的，則，此數組A稱(chēng)為二維數組。

2.二維數組的聲明與初始化

正確的方式：

int[] arr = new int[]{1,2,3};//一維數組
//靜態(tài)初始化
int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
//動(dòng)態(tài)初始化1
String[][] arr2 = new String[3][2];
//動(dòng)態(tài)初始化2
String[][] arr3 = new String[3][];
//也是正確的寫(xiě)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}};//類(lèi)型推斷

錯誤的方式：

//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.如何調用二維數組元素:

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]);//

4.二維數組的屬性：

System.out.println(arr4.length);//3
System.out.println(arr4[0].length);//3
System.out.println(arr4[1].length);//4

5.遍歷二維數組元素

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();
}

6.二維數組元素的默認初始化值

 * 	規定：二維數組分為外層數組的元素，內層數組的元素
 * 		int[][] arr = new int[4][3];
 * 		外層元素：arr[0],arr[1]等
 * 		內層元素：arr[0][0],arr[1][2]等
 * 
 *   ⑤ 數組元素的默認初始化值 
 *   針對于初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3];
 *      外層元素的初始化值為：地址值
 *      內層元素的初始化值為：與一維數組初始化情況相同
 *      
 *   針對于初始化方式二：比如：int[][] arr = new int[4][];
 *   	外層元素的初始化值為：null
 *      內層元素的初始化值為：不能調用，否則報錯。

7.二維數組的內存結構

四、數組的常見(jiàn)算法

1. 數組的創(chuàng )建與元素賦值：

楊輝三角（二維數組）、回形數（二維數組）、6個(gè)數，1-30之間隨機生成且不重復。

楊輝三角

// 1.新建二位數組，動(dòng)態(tài)初始化
int[][] yangHui = new int[10][];
// 2.為二維數組賦值
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
    yangHui[i] = new int[i + 1];
    // 2.1為首末元素賦值
    yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
    // 2.2為其余元素賦值
    for (int j = 1; j < yangHui[i].length - 1; j++) {//
        yangHui[i][j] = yangHui[i - 1][j - 1] + yangHui[i - 1][j];
    }

}
// 3.打印輸出二維數組
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
    for (int j = 1; j < yangHui[i].length; j++) {// 第0個(gè)位置沒(méi)有元素
        System.out.print(yangHui[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}

2. 針對于數值型的數組：

最大值、最小值、總和、平均數等

// 1.找到數組中的最大值
int maxArr = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    if (maxArr < arr[i]) {
        maxArr = arr[i];
    }
}
System.out.println("數組中的最大值為：" + maxArr);

// 2.找到數組中的最小值

int minArr = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    if (minArr > arr[i]) {
        minArr = arr[i];
    }
}
System.out.println("數組中的最小值為：" + minArr);

// 3.找到數組中的平均數
int num = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    num += arr[i];
}
System.out.println("數組的平均數為：" + (num / arr.length));

// 4.求總和
int num1 = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    num1 += arr[i];
}
System.out.println("數組的總和為：" + num1);

3. 數組的賦值與復制

// 1.數組的賦值
String[] str1 = new String[5];
str1 = str;
str1[2] = "AA";
for (int i = 0; i < str1.length; i++) {
    System.out.print(str[i] + " ");
}
System.out.println();

3.1 賦值

如何理解：如何理解：將array1保存的數組的地址值賦給了array2，使得array1和array2共同指向堆空間中的同一個(gè)數組實(shí)體。

3.2 復制：

// 1.1數組的復制
for (int i = 0; i < str1.length; i++) {
    str1[i] = str[i];
    System.out.print(str1[i] + " ");
}

如何理解：我們通過(guò)new的方式，給array2在堆空間中新開(kāi)辟了數組的空間。將array1數組中的元素值一個(gè)一個(gè)的賦值到array2數組中。

4.數組元素的反轉:

//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.數組中指定元素的查找：搜索，檢索

5.1 線(xiàn)性查找：

實(shí)現思路：通過(guò)遍歷的方式，一個(gè)一個(gè)的數據進(jìn)行比較、查找。 適用性：具有普遍適應性

5.2 二分法查找：

實(shí)現思路：每次比較中間值，折半的方式檢索。 適用性：（前提：數組必須有序）

6 .數組的排序算法

十大排序算法

• 選擇排序：

• 直接選擇排序、堆排序

• 交換排序：

• 冒泡排序、快速排序

• 插入排序：

• 直接插入排序、折半插入排序、希爾排序

• 歸并排序

• 桶排序

• 基數排序

理解： 1）衡量排序算法的優(yōu)劣：

時(shí)間復雜度、空間復雜度、穩定性

2）排序的分類(lèi)：內部排序 與 外部排序（需要借助磁盤(pán)）

3）不同排序算法的時(shí)間復雜度

冒泡排序的實(shí)現：

		int[] arr = new int[] { 21, 43, 64, 76, 878, 432, 21 };
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }

五、Arrays工具類(lèi)的使用

1.理解：

① 定義在java.util包下。 ② Arrays:提供了很多操作數組的方法。

2.使用：

int arr1[] = new int[] { 21, 43, 542, 432, 4, 2, 5, 1 };
int arr2[] = new int[] { 32, 43, 4, 1, 4, 76, 54, 68, 4 };

// 1.Arrays.equals(arr1, arr2):判斷數組是否相等
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));
// 2.Arrays.toString(arr1):輸出數組信息
System.out.println(Arrays.toString(arr1));

// 3.Arrays.fill(arr1, 2):將指定值填充到數組中
Arrays.fill(arr1, 2);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
// 4.Arrays.sort(arr2):對數組進(jìn)行排序
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
// 5.Arrays.binarySearch(arr2, 1):堆排序好的數組用二分法檢索指定值
int index = Arrays.binarySearch(arr2, 1);
System.out.println(index);

六、數組的常見(jiàn)異常

1.數組角標越界異常：

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.空指針異常：

NullPointerException

//情況一：
int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
arr1 = null;
System.out.println(arr1[0]);

//情況二：
int[][] arr2 = new int[4][];
System.out.println(arr2[0][0]);

//情況：
String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"};
arr3[0] = null;
System.out.println(arr3[0].toString());

提示：一旦程序出現異常，未處理時(shí)，就終止執行。