java學習筆記陣列篇

阿新 • • 發佈：2020-08-07

Java陣列

陣列的定義

陣列是相同型別資料的有序集合。
陣列描述的是相同型別的若干個資料，按照一定的先後次序排列組合而成。
其中，每一個數據稱作一個數組元素，每個陣列元素可以通過一個下標來訪問它們。

陣列宣告建立

首先必須宣告陣列變數，才能在程式中使用陣列。下面是宣告陣列變數的語法：

dataType[] arrayRefVar; //首選的方法
或
dataType arrayRefVar[]; //效果相同，但不是首選方法，因為該寫法是早些年為了迎合C語言的程式設計師而設定的

Java 語言使用 new 操作符來建立陣列(分配空間)，語法如下：
```
dataType[] arrayRefVar = new dataTypr[arraySize]; 
```
陣列的元素是通過索引訪問的，陣列索引從0開始。
獲取陣列長度：
```
arrays.length
```

宣告和建立一起寫的語法：

int[] num = new int[10];

記憶體分析

Java 記憶體分析：

三種初始化

靜態初始化(建立+賦值)

int[] a = {1,2,3};
Man[] mans = {new Man(1,1),new Man(2,2)};

動態初始化
```
int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
```
陣列的預設初始化
- 陣列是引用型別，它的元素相當於類的實際變數，因此陣列一經分配空間，其中的每個元素也被按照例項變數同樣的方式被隱式初始化。

陣列的四個基本特點

其長度是確定的。陣列一旦被建立，它的大小就是不可以改變的。
其元素必須是相同型別，不允許出現混合型別。
陣列中的元素可以是任何資料型別，包括基本型別和引用型別
陣列變數屬於引用型別，陣列也可以看成是物件，陣列中的每個元素相當於該物件的成員變數。陣列本身就是物件，Java中物件是在堆中的，因此陣列無論儲存原始型別還是其他物件型別，都是儲存在堆中的。

陣列邊界

下標的合法區間：[0，length-1]，如果越界就會報錯；

public static void main(String[] args){
  int[] a = new int[2];
  System.out.println(a[2]);
 
}

ArrayIndexOutOfBoundsException：陣列下標越界異常！
小結：
- 陣列是相同資料型別(資料型別可以為任意型別)的有序集合
- 陣列也是物件。陣列元素相當於物件的成員變數
- 陣列長度的確定的，不可變的。如果越界，則報：ArrayIndexOutOfBounds

陣列的使用

For-Each 迴圈
陣列作方法入參
陣列作返回值

多維陣列

多維陣列可以看成是陣列的陣列，比如二維陣列就是一個特殊的一維陣列，其每一個元素都是一個一維陣列。
二維陣列
```
int a[][] = new int [2][5];
```
解析：以上二維陣列 a 可以看成一個兩行五列的陣列。

Arrays 類

陣列的工具類 java.util.Arrays
由於陣列物件本身並沒有什麼方法可以供我們呼叫，但 API 中提供了一個工具類 Arrays 供我們使用，從而可以對資料物件進行一些基本的操作。
檢視JDK幫助文件
Arrays 類中的方法都是 static 修飾的靜態方法，在使用的時候可以直接使用類名進行呼叫，而"不用"使用物件來呼叫(注意：是"不用"而不是"不能")
具有以下常用功能：
- 給陣列賦值：通過 fill 方法。
- 對陣列排序：通過 sort 方法，按升序。
- 比較陣列：通過 equals 方法比較陣列中元素值是否相等。·
- 查詢陣列元素：通過 binarySearch 方法能對排序好的陣列進行二分查詢法操作。
```
//列印陣列元素
Arrays.toString(a); //一般直接輸出用
Arrays.sort(a); //陣列進行排序：升序
Arrays.fill(a,0);//陣列填充
Arrays.fill(a,2,4,0);//把陣列中下標2~4填充為0(左閉右開)
```

氣泡排序

氣泡排序無疑是最為出名的排序演算法之一，總共有八大排序
冒泡的程式碼還是相當簡單的，兩層迴圈，外層冒泡輪數，裡層依次比較，江湖中人人皆知。

思路

比較陣列中，兩個相鄰的元素，如果第一個數比第二個數大，我們就交換他們的位置
每一次比較，都會產生出一個最大的，或者最小的數字；
下一輪則可以少一次排序
依次迴圈，直到結束

 public static void main(String[] args) {
    int[] a = {3, 2, 6, 8, 4};
    int[] sort = sort(a);

    System.out.println(Arrays.toString(sort));
   }

  public static int[] sort(int[] array) {
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
      for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
        int a;
        if (array[j - 1] > array[j]) {
          a = array[j - 1];
          array[j - 1] = array[j];
          array[j] = a;
         }
       }
     }
    return array;
   }

稀疏陣列

需求：編寫五子棋遊戲中，有存檔退出和續上盤的功能。
分析問題：因為該二維陣列的很多值預設值0，因此記錄了很多沒有意義的資料。
解決：稀疏陣列

稀疏陣列介紹

當一個數組中大部分元素為0，或者為同一值得陣列時，可以使用稀疏陣列來儲存該陣列。
稀疏陣列的處理方式是：
- 記錄陣列一共有幾行幾列，有多少個不同值
- 把具有不同值得元素和行列及值記錄在一個小規模的陣列中，從而縮小程式的規模
如下圖：左邊是原始陣列，右邊是稀疏陣列

稀疏陣列就是把正常的陣列的有效資訊進行提取、簡化而得來的。

      //11*11的棋盤  1為黑棋   2為白棋
    int[][] array = new int[11][11];
    array[3][4] = 1;
    array[4][5] = 2;
    //遍歷陣列
    for (int[] ints : array) {
      for (int anInt : ints) {
        System.out.print(anInt + "\t");
       }
      System.out.println();
     }
    System.out.println("========================");
    //轉換為稀疏陣列
    //統計有多少個有效數字

    int sum = 0;
    for (int[] ints : array) {
      for (int anInt : ints) {
        if (anInt != 0) {
          sum++;
         }
       }
     }
    //建立稀疏陣列
    int x = 1;
    int[][] array2 = new int[sum + 1][3];
    array2[0][0] = 11;
    array2[0][1] = 11;
    array2[0][2] = sum;
    //初始化
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
      for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
        if (array[i][j] != 0) {
          array2[x][0] = i;
          array2[x][1] = j;
          array2[x][2] = array[i][j];
          x++;
         }
       }
     }
    //遍歷
    for (int[] ints : array2) {
      for (int anInt : ints) {
        System.out.print(anInt + "\t");
       }
      System.out.println();
     }
    System.out.println("========================");
    //還原
    int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
    for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
      array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
     } 
    for (int[] ints : array3) {
      for (int anInt : ints) {
        System.out.print(anInt+"\t");
       }
      System.out.println();
     }