java13编程基础之数组深入

大纲

一维数组

概述

数组是相同类型数据的有序集合。数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后次序排列组合而成。其中，每一个数据称作一个元素，每个元素可以通过一个索引(下标)来访问它们。

这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组“[]”。

特点

• 定长

长度一旦确定不可以改变。

• 相同数据类型

其元素必须是 相同 类型,不允许出现混合类型。数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。

• 位置有序

元素所在的位置是有序的。

• 数组本身属于引用类型

数组变量属引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。数组本身就是对象Java 中对象是在堆中的，因此数组无论保存基本类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中的。

• 数组中可以存储任意类型的数据

定义

数组声明格式

数据类型[] 数组名称;  --推荐使用
数据类型 数组名称[]; 

double[] arr;
char  arr2[]; 

注意 : 引用数据类型只声明不赋值存在默认值null

数组初始化

动态初始化

数组定义与为数组元素分配空间和赋值的操作分开进行

数据类型[] 数组名=new 数据类型[长度]; 

int[] data = new int[5]; 

注意：元素为引用数据类型的数组中的每一个元素都需要实例化。

Person[] people;            //声明说组
people = new Person[3];     //创建数组
people[0] = new Person();   //数组中元素实例化
people[1] = new Person();
people[2] = new Person(); 

静态初始化

在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值

数据类型[] 数组名=new 数据类型[]{值1,值2...}; 
数据类型[] 数组名={值1,值2...};              --当面的简写方式 

int[] arr=new int[]{1,3,4,6};
int[] arr2={1,2,3,4,5}; 

注意:
对于返回值类型为数组类型的方法来说，我们可以return new int[3];，我们也可以return new int[]{1, 2, 3};，但我们不可以return {1, 2, 3};。即简写方式，其不能脱离数组的声明，{1, 2, 3}并不能返回一个数组对象。

一维数组对象演示图

数组的默认值

数组中的元素只声明不赋值存在默认值，数组是引用类型，它的元素相当于类的成员变量，因此数组分配空间后，每个元素也被按照成员变量的规则被隐式初始化。

一般规律为数值型数组默认值为 0，引用型数组默认值为 null：

数组类型

默认初始值

byte

0

short

0

int

0

long

0

char

编码为0的字符

String（引用类型）

null

float

0.0

double

0.0

boolean

false

使用

数组元素的界限

定义并用 new 为之分配空间之后，才可以引用数组中的每个元素，数组元素的引用方式为：

arrayName[index]; 

index为数组元素下标|索引，可以是整型常量或整型表达式 , 可以根据数组元素的下标操作数组中数据。如：

arr1[3] = 5;                //为数组索引为0的空间位置赋值
arr2[0] = "张三";            //为数组索引为0的空间位置赋值
System.out.println(arr3[2]);//获取数组中索引为2的数据值 

数组元素下标从0开始；长度为n的数组的合法下标取值范围为

0~n-1

每个数组都有一个属性length指明它的长度

a.length的值为数组a的长度（元素的个数）

数组元素遍历方式

(1)普通for循环

for(int 索引=0；索引<长度; 索引++){
    数组名称[索引] = 值；
} 

int[] arr={1,2,3,4};
//1.遍历数组---基本for循环
for(int i=0;i<arr.length;i++){
    //变量i代表索引/元素的下标
    System.out.println(arr[i]);
} 

(2)增强for循环

for(元素类型  局部变量 ： 数组){
    局部变量-->为数组中的每一个元素值,从左向右以此获取
} 

//2.遍历数组---增强for循环
for(int i : arr){
    System.out.println(i); //i中存储数组的元素值,非索引
} 

数组基本练习

//A:遍历int类型的数组 依次输出每个数组元素
public static void printArray(int[] arr){
    //循环遍历数组下标
    for(int i=0;i<arr.length;i++){
        System.out.println("输出int类型数组的每一个元素"+arr[i]);
    }
} 

//B:逆序:倒叙输出数组元素
public static void printArr(String[] arr){
    for(int i=arr.length-1;i>=0;i--){
        System.out.println(arr[i]);
    }
} 

//C:最值:获取数组中的最大值和最小值
public static void maxMinValue(int[] arr){
    //假设数组中的第一个元素当成最大值
    int max=arr[0];
    //假设数组中的第一个元素当成最大值
    int min=arr[0];
    //遍历数组
    for(int i=0;i<arr.length;i++){
        //比较数组元素与max
        if(max<arr[i]){
            max=arr[i];
        }
        //比较数组元素与min
        if(min>arr[i]){
            min=arr[i];
        }
        System.out.println("数组中最大的值为max"+max);
        System.out.println("数组中最小的值为min"+min);
    }
} 

Arrays

该类提供了关于数组操作的API.

如何查看API

Arrays中常用方法

• 打印数组----toString方法。
• 比较两个数组是否相同----equals方法。
• 数组排序----sort方法。
• 数组查找----binarySearch 方法。
• 数组拷贝----copyOf方法。
• 数组拷贝----copyOfRange方法。

String[] arr1={"hello","shsxt"};
String[] arr2={"hello","shsxt"};
System.out.println(arr1.equals(arr2));  //false
//1.Arrays.equals() 先判断两个数组的length是否相等,如果相等,再比内容,如果不相等,直接返回false
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));
//2.Arrays.toString 字符串形式打印数组信息
System.out.println(Arrays.toString(arr1)); 

//3.Arrays.sort()  升序
int[] arr3={12,7,0,6,-32};
Arrays.sort(arr3); //-32 0 6 7 12 
String[] arr4={"ab","a","bc","abc"};  //根据Unicode表中的值
Arrays.sort(arr4); //a ab abc bc 

//4.Arrays.binarySearch( 数组, 元素) ) ：二分法查找 查找元素在数组中出现的索引
//前提:先升序排序,才能二分法查找
//找到返回索引,找不到返回-(插入点)-1
Arrays.sort(arr3); 
System.out.println(Arrays.binarySearch( arr3, 16)); // -6 

经典案例实现-点名器

运行代码,随机打印班级同学名字

//1.数组存储姓名,用String数据类型
String[] names={"杰克","戴维琼斯","伊丽莎白","爱丽丝"};  
//2.遍历数组,打印出所有姓名
for(int i=0;i<names.length;i++){
    System.out.println(names[i]);
}   
//3.随机出一个人名
//利用随机数,生成一个证书,作为索引,到数组中查找对应的元素
Random ran=new Random();
//随机数的范围是[0,names.length-1]
int index=ran.nextInt(names.length); //括号中填写的最大数是获取不到的,因为nextInt获取的范围是左闭右开区间
System.out.println(names[index]); 

二维数组

二维数组可以看成以数组为元素的数组。

其实多维数组不仅仅只有二维数组,还有三维数组,四维数组..., 但是三维以上很少见到,所以大家重点了解二维数组即可。

举例

int [][] a = {{1,2},{3,4,0,9},{5,6,7}}; 

初始化

动态初始化

数组定义与为数组元素分配空间和赋值的操作分开进行

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[一维][二维]; 

注意:这种初始化方式,每一个内层的二位数组长度相同

int[][] a=new int[3][2];
a[0][0] = 1;
a[0][1] = 2; 

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[一维][];
内层数组需要我们自己去创建(下面可以用一维数组的创建方式)
数组名[一维数组索引值] = new 数据类型[二维]; 

int[][] a=new int[3][];
arr[0]=new int[2];
arr[1]=new int[]{3,4,5,6};
arr[2]=new int[]{7,8,9};
arr[0][0] = 1;
arr[0][1] = 2; 

静态初始化

在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[][]{{...},{...},{...}};
数据类型[][] 数组名 = {{...},{...},{...}};                 --简化写法 

int[][] arr1=new int[][]{{5,4,8},{3,8},{1}};
char[][] arr2={{'a'},{'b','c'}}; 

遍历方式

双重循环实现多维数组的遍历

//普通for循环嵌套增强for循环
for(int i=0;i<=arr1.length-1;i++){
    for(int j:arr1[i]){
        System.out.println(j);
    }
}
//增强 for循环嵌套普通for循环
for(int[] arr:arr1){
    for(int i=0;i<=arr.length-1;i++){
        System.out.println(arr[i]);
    }
}
//普通for嵌套普通for循环
...
//增强for嵌套增强for循环
... 

Arrays中提供操作多维数组的方法:

static boolean deepEquals(Object[] a1, Object[] a2) 如果两个指定的数组彼此 深度相等 ，则返回 true 。  
static String deepToString(Object[] a) 返回指定数组的“深度内容”的字符串表示形式。 

double[][] arr1= new double[][] {{1.0,2.0},{3.0,4.0,5.0},{6.0}};
double[][] arr2= new double[][] {{1.0,2.0},{3.0,4.0,5.0},{6.0}};
System.out.println(Arrays.deepToString(arr1)); //[[1.0, 2.0], [3.0, 4.0, 5.0], [6.0]]
System.out.println(Arrays.deepEquals(arr1, arr2)); //true