Java基础之数组详解

时间:2022-09-03 00:14:03

前言

我们了解数组这个概念之前,我们先思考下面几个问题。

如果我们需要两个数据,那么直接创建两个变量即可

  1. int a;
  2. int b;

如果需要五个数据,那么可以创建五个变量

  1. int a;
  2. int b;
  3. int c;
  4. int d;
  5. int f;

但如果我们需要100个甚至是1万个数据,那么我们创一万个变量?显然这是不现实的。这个时候就需要我们的数组来起作用!帮我们“批量”创建变量。

由上可以得出:数组的本质就是让我们能“批量”创建相同类型的变量!

一.数组的概念

数组是一种数据结构,用来存储同一类型的集合,也就是说数组包含的变量必须是相同类型!

二.创建数组

基本语法如下:

  1. //动态初始化
  2. 数据类型[] 数组名称 = new 数据类型 []{初始化数据};
  3. //静态初始化
  4. 数据类型[] 数组名称 = {初始化数据};

代码示例

  1. public class TestDemo {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. //动态初始化
  4. //数据类型[] 数组名称 = new 数据类型 []{初始化数据};
  5. int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
  6. //静态初始化
  7. //数据类型[] 数组名称 = {初始化数据};
  8. int[] arr2 ={1,2,3};
  9. }
  10. }

注意:静态初始化的时候,数组元素的个数和初始化数据的格式是一样的!

如果你学过其他语言,例如C语言,c语言的数组创建是这样的

  1. 数据类型 数组名[]={初始化数据};
  2.  
  3. 例如: int arr[] = {1,2,3};

其实Java中也可以做到这样,但是不推荐这么写,Java是一种强类型语言,变量前面就是类型,一目了然!

三.数组的使用

我们看一个例子,如何获取数组的长度?

如果你学过C语言,那么肯定会说

  1. int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

其实Java比c语言更方便,直接使用“数组名.length”就可以求出来数组的长度。

代码如下:

  1. public class TestDemo {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. int[] arr ={1,2,3};
  4. int len = arr.length;
  5. System.out.println(len);//3
  6. }
  7. }

毫无疑问这个代码运行结果是3;

那么我们如何访问数组元素呢?

我们来看下面的代码:

  1. public class TestDemo {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. int[] arr ={1,2,3};
  4. int len = arr.length;
  5. System.out.println(len);//3
  6. System.out.println(arr[0]);//1
  7. System.out.println(arr[1]);//2
  8. System.out.println(arr[2]);//3
  9. }
  10. }

显而易见的是,直接使用数组名[数组元素下标]来访问数组元素。但出现了一个问题,为什么arr[0]是1而arr[1]是2?为什么不是arr[1]是1 arr[2]是2吗?

这里我们得出一个结论,数组的下标是从0开始的,不是从1开始的。

我们来尝试访问一下arr[3]看会出现什么情况.

  1. public class TestDemo {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. int[] arr ={1,2,3};
  4. int len = arr.length;
  5. System.out.println(len);//3
  6. System.out.println(arr[0]);//1
  7. System.out.println(arr[1]);//2
  8. System.out.println(arr[2]);//3
  9. System.out.println(arr[3]);
  10. }
  11. }

Java基础之数组详解

我们发现前面都和我们预想一样输出结果都正确,但唯独出现了一串红字,这串红字说明存在数组越界。

我们由此得出一个结论:在Java下标访问操作中不能超出有效范围也就是[0,length-1],如果超出有效范围,会抛出下标越界异常。

四.数组的遍历

所谓遍历,是指将数组中的所有元素都访问一遍,不重不漏,需要搭配循环语句!

我们学了数组的访问,那么我们如何遍历数组呢?有两种常用方法 一种是for循环,一种是foreach循环。

for循环示例

  1. public class TestDemo {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. int[] arr = {1,2,3,4,5};
  4. for(int i = 0 ;i < arr.length;i++){
  5. System.out.print(arr[i]+" ");
  6. }
  7. }
  8. }

Java基础之数组详解

我们发现打印出来了数组的元素。

for-each示例

foreach基本使用方法:元素类型 变量:数组名

  1. public class TestDemo {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. int[] arr = {1,2,3,4,5};
  4. for(int x:arr){
  5. System.out.print(x+" ");
  6. }
  7. }
  8. }

Java基础之数组详解

执行结果一致。

那么我们什么时候使用for循环,什么时候使用foreach循环?

foreach循环适用于不知道循环次数,或者是循环次数很难计算。

for循环适用于知道循环次数,在复杂的循环中效率更高。

如果是在循环中使用增删查改操作,for循环可以实现,因为foreach循环不能实现这些操作。

五.数组作为方法的参数

基本用法:

1.打印数组内容

代码示例:

  1. public class TestDemo {
  2. public static void printArray(int[] arr){
  3. for(int x:arr){
  4. System.out.print(x+" ");
  5. }
  6. }
  7. public static void main(String[] args) {
  8. int[] arr = {2,3,4,5,6};
  9. printArray(arr);
  10. }
  11. }

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2.求数组元素的和

  1. public class TestDemo {
  2. public static int sum(int []arr) {
  3. int sum = 0;//一定要初始化为0,不然是随机值
  4. for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
  5. sum += arr[i];
  6. }
  7. return sum;
  8. }
  9.  
  10. public static void main(String[] args) {
  11. int[] arr = {1,2,3,4,5};
  12. int ret = sum(arr);
  13. System.out.println(ret);
  14. }
  15. }

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3.数组每个元素乘2输出

  1. public class TestDemo {
  2. public static void multiplication(int[] arr){
  3. for(int i = 0 ;i < arr.length;i++){
  4. arr[i]=arr[i]*2;
  5. }
  6. }
  7. public static void printArray(int[] arr){
  8. for(int x:arr){
  9. System.out.print(x+" ");
  10. }
  11. }
  12. public static void main(String[] args) {
  13. int [] arr = {1,2,3,4};
  14. System.out.println("乘2前:");
  15. printArray(arr);
  16. System.out.println();
  17. System.out.println("乘2后:");
  18. multiplication(arr);
  19. printArray(arr);
  20. }
  21. }

Java基础之数组详解

六.数组相关方法Arrays

Arrays是操作Java数组的工具类。

如果要对数组做什么事情,可以通过它来做,当然,有些事情是它做不了的,但是只要它能做到,我们调用它就OK。

1.数组转字符串:使用Arrays.toString();

  1. import java.util.Arrays;
  2.  
  3. public class TestDemo {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. int[] arr= {1,2,3,4,5,6};
  6. String arr1 = Arrays.toString(arr);
  7. System.out.println(arr1);
  8. }
  9. }

Java基础之数组详解

这个方法打印出来是以字符串形式打印,把我们要打印的数组,放到toString里面,那么就会帮我们把当前数组,转变为字符串进行输出

2.数组拷贝

如何将数组拷贝?最直观的方法是创建一个与当前数组大小相同,类型相同的数组,使用循环一个一个赋值。但Java中存在一些方法可以直接拷贝。

使用Arrays.copyOf(数组名,数组的长度);

  1. import java.util.Arrays;
  2.  
  3. public class TestDemo {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. int[] arr1 ={1,2,3,4,5,6};
  6. int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr1,arr1.length);
  7. System.out.println("拷贝的数组元素为:"+Arrays.toString(arr2));
  8. }
  9. }

Java基础之数组详解

范围拷贝使用Arrays.copyOfRange(数组名,从开始下标,到结束下标)

  1. import java.util.Arrays;
  2.  
  3. public class TestDemo {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. int[] arr1 = {1,2,3,4,5,6};
  6. int[] arr2 = Arrays.copyOfRange(arr1,1,3);
  7. System.out.println("范围拷贝的数组内容为:"+Arrays.toString(arr2));
  8. }
  9. }

Java基础之数组详解

注意:copyOfRange函数中,数组元素依然是从下标为0开始,且最后一个参数是取不到的,也就是说是取[1,3)左闭右开的元素。

3.数组排序

如果你学过C++,那么一定会对sort函数很熟悉,C++中sort函数使用代码示例如下

  1. #include <iostream>
  2. #include <algorithm>
  3.  
  4. using namespace std;
  5.  
  6. const int N = 100;
  7.  
  8. int main()
  9. {
  10. int arr[N];
  11. int n = 0;
  12. cin >> n;
  13. for (int i = 0; i < n; i++)
  14. {
  15. cin >> arr[i];
  16. }
  17. sort(arr,arr+n);
  18. for (int i = 0; i < n; i++)
  19. {
  20. cout << arr[i] << ' ';
  21. }
  22. return 0;
  23. }

Java基础之数组详解

而Java中也存在这样的函数:Arrays.sort

  1. import java.util.Arrays;
  2.  
  3. public class TestDemo {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. int[] arr = {5,4,3,2,1};
  6. Arrays.sort(arr);
  7. System.out.println(Arrays.toString(arr));
  8. }
  9. }

Java基础之数组详解

我们可以看到,sort函数均是以升序排列。

4.数组查找

①.顺序查找:

  1. public class TestDemo {
  2. public static int find(int[] arr,int x){
  3. for(int i = 0;i<arr.length;i++){
  4. if(arr[i]==x) return i;
  5. }
  6. return -1;//表示没有找到
  7. }
  8. public static void main(String[] args) {
  9. int [] arr = {1,2,3,4,5};
  10. System.out.println(find(arr,10));
  11. }
  12. }

Java基础之数组详解

②.二分查找

手动实现:

  1. public class TestDemo {
  2. public static int binarySearch(int [] arr,int x){
  3. int left = 0;
  4. int right = arr.length-1;
  5. while(left<=right){
  6. int mid = left+right>>1;
  7. if(x<arr[mid]){
  8. //表示在左边
  9. right=mid-1;
  10. }
  11. else if(x>arr[mid]){
  12. //表示在右边
  13. left = mid + 1;
  14. }
  15. else {
  16. //相等说明找到
  17. return mid;
  18. }
  19. }
  20. return -1;//循环结束,说明没找到;
  21. }
  22. public static void main(String[] args) {
  23. int [] arr = {1,2,3,4,5};
  24. System.out.println(binarySearch(arr,4));
  25. }
  26. }

Java基础之数组详解

但Java中 这个方法以及被封装好了 我们可以使用Arrays.binarySearch(数组名,要找的元素);来实现

  1. import java.util.Arrays;
  2.  
  3. public class TestDemo {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. int [] arr = {1,2,3,4,5};
  6. System.out.println(Arrays.binarySearch(arr,4));
  7. }
  8. }

Java基础之数组详解

以上就是Java的数组讲解,感谢观看。

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