1. 简介

  1. 数组是一种连续存储线性结构，元素类型相同，大小相等，数组是多维的，通过使用整型索引值来访问他们的元素，数组尺寸一旦创建就不能改变。
  2. 数组类型可以是任意数据类型，包括基本数据类型和引用类型。注意只能存放同一种数据类型(Object类型数组除外)。
  3. 数组在使用之前必须先声明，也就是要先定义后使用。

2. 优缺点

  1. 优点
  • 存取速度快
  1. 缺点
  • 事先必须知道数组的长度
  • 空间通常是有限制的
  • 需要大块连续的内存块
  • 插入 / 删除元素的效率很低

3. 数组声明

数组声明之后，仅仅是定义了一个数组引用，系统并没有为数组分配任何内存，因此现在还不能访问它的任何元素。
必须经过数组初始化后，才能使用数组的元素。

  1. 数据类型 [] 数组名称 = new 数据类型 [数组长度];

这里 [] 可以放在数组名称的前面，也可以放在数组名称的后面，我们推荐放在数组名称的前面，这样看上去 数据类型 [] 表示的很明显是一个数组类型，而放在数组名称后面，则不是那么直观。

动态初始化就是在定义数组时，只指定数组的长度，不为它赋值。在使用到的时候在给它添加元素。

  1. 数据类型 [] 数组名称 = {数组元素1，数组元素2，……};

这种方式声明数组的同时直接给定了数组的元素，数组的大小由给定的数组元素个数决定。

静态初始化就是在定义数组的同时给数组元素赋值。静态初始化使用一对大括号将初值括起来，大括号中元素的个数就是数组的长度。

  1. //声明数组1,声明一个长度为3，只能存放int类型的数据
  2. int [] myArray = new int[3];
  3. //声明数组2,声明一个数组元素为 1,2,3的int类型数组
  4. int [] myArray2 = {1,2,3};

4. 访问数组元素及给数组元素赋值

数组是存在下标索引的，通过下标可以获取指定位置的元素，数组小标是从0开始的，也就是说下标0对应的就是数组中第1个元素，可以很方便的对数组中的元素进行存取操作。

前面数组的声明第二种方式，我们在声明数组的同时，也进行了初始化赋值。

  1. //声明数组,声明一个长度为3，只能存放int类型的数据
  2. int [] myArray = new int[3];
  3. //给myArray第一个元素赋值1
  4. myArray[0] = 1;
  5. //访问myArray的第一个元素
  6. System.out.println(myArray[0]);

上面的myArray 数组，我们只能赋值三个元素，也就是下标从0到2，如果你访问 myArray[3] ，那么会报数组下标越界异常。

5. 数组遍历

数组有个 length 属性，是记录数组的长度的，我们可以利用length属性来遍历数组。

  1. //声明数组2,声明一个数组元素为 1,2,3的int类型数组
  2. int [] myArray2 = {1,2,3};
  3. for(int i = 0 ; i < myArray2.length ; i++){
  4.     System.out.println(myArray2[i]);
  5. }

6. 用类封装数组实现数据结构

现在用类的思想封装一个数组，实现数据结构的4个基本功能。

ps:假设操作人是不会添加重复元素的，这里没有考虑重复元素，如果添加重复元素了，后面的查找，删除，修改等操作只会对第一次出现的元素有效。

  1. package com.ys.array;
  3. public class MyArray {
  4.     //定义一个数组
  5.     private int [] intArray;
  6.     //定义数组的实际有效长度
  7.     private int elems;
  8.     //定义数组的最大长度
  9.     private int length;
  11.     //默认构造一个长度为50的数组
  12.     public MyArray(){
  13.         elems = 0;
  14.         length = 50;
  15.         intArray = new int[length];
  16.     }
  17.     //构造函数，初始化一个长度为length 的数组
  18.     public MyArray(int length){
  19.         elems = 0;
  20.         this.length = length;
  21.         intArray = new int[length];
  22.     }
  24.     //获取数组的有效长度
  25.     public int getSize(){
  26.         return elems;
  27.     }
  29.     /**
  30.      * 遍历显示元素
  31.      */
  32.     public void display(){
  33.         for(int i = 0 ; i < elems ; i++){
  34.             System.out.print(intArray[i]+" ");
  35.         }
  36.         System.out.println();
  37.     }
  39.     /**
  40.      * 添加元素
  41.      * @param value,假设操作人是不会添加重复元素的，如果有重复元素对于后面的操作都会有影响。
  42.      * @return添加成功返回true,添加的元素超过范围了返回false
  43.      */
  44.     public boolean add(int value){
  45.         if(elems == length){
  46.             return false;
  47.         }else{
  48.             intArray[elems] = value;
  49.             elems++;
  50.         }
  51.         return true;
  52.     }
  54.     /**
  55.      * 根据下标获取元素
  56.      * @param i
  57.      * @return查找下标值在数组下标有效范围内，返回下标所表示的元素
  58.      * 查找下标超出数组下标有效值，提示访问下标越界
  59.      */
  60.     public int get(int i){
  61.         if(i<0 || i>elems){
  62.             System.out.println("访问下标越界");
  63.         }
  64.         return intArray[i];
  65.     }
  66.     /**
  67.      * 查找元素
  68.      * @param searchValue
  69.      * @return查找的元素如果存在则返回下标值，如果不存在，返回 -1
  70.      */
  71.     public int find(int searchValue){
  72.         int i ;
  73.         for(i = 0 ; i < elems ;i++){
  74.             if(intArray[i] == searchValue){
  75.                 break;
  76.             }
  77.         }
  78.         if(i == elems){
  79.             return -1;
  80.         }
  81.         return i;
  82.     }
  83.     /**
  84.      * 删除元素
  85.      * @param value
  86.      * @return如果要删除的值不存在，直接返回 false;否则返回true，删除成功
  87.      */
  88.     public boolean delete(int value){
  89.         int k = find(value);
  90.         if(k == -1){
  91.             return false;
  92.         }else{
  93.             if(k == elems-1/*?*/){
  94.                 elems--;
  95.             }else{
  96.                 for(int i = k; i< elems-1 ; i++){
  97.                     intArray[i] = intArray[i+1];
  99.                 }
  100.                  elems--;
  101.             }
  102.             return true;
  103.         }
  104.     }
  105.     /**
  106.      * 修改数据
  107.      * @param oldValue原值
  108.      * @param newValue新值
  109.      * @return修改成功返回true，修改失败返回false
  110.      */
  111.     public boolean modify(int oldValue,int newValue){
  112.         int i = find(oldValue);
  113.         if(i == -1){
  114.             System.out.println("需要修改的数据不存在");
  115.             return false;
  116.         }else{
  117.             intArray[i] = newValue;
  118.             return true;
  119.         }
  120.     }
  122. }
  1. //测试
  2. package com.ys.test;
  4. import com.ys.array.MyArray;
  6. public class MyArrayTest {
  7.     public static void main(String[] args) {
  8.         //创建自定义封装数组结构，数组大小为4
  9.         MyArray array = new MyArray(4);
  10.         //添加4个元素分别是1,2,3,4
  11.         array.add(1);
  12.         array.add(2);
  13.         array.add(3);
  14.         array.add(4);
  15.         //显示数组元素
  16.         array.display();
  17.         //根据下标为0的元素
  18.         int i = array.get(0);
  19.         System.out.println(i);
  20.         //删除4的元素
  21.         array.delete(4);
  22.         //将元素3修改为33
  23.         array.modify(3, 33);
  24.         array.display();
  25.     }
  27. }

7. 分析局限性

① 插入快，对于无序数组，上面我们实现的数组就是无序的，即元素没有按照从大到小或者某个特定的顺序排列，只是按照插入的顺序排列。无序数组增加一个元素很简单，只需要在数组末尾添加元素即可，但是有序数组却不一定了，它需要在指定的位置插入。

② 查找慢，当然如果根据下标来查找是很快的。但是通常我们都是根据元素值来查找，给定一个元素值，对于无序数组，我们需要从数组第一个元素开始遍历，直到找到那个元素。有序数组通过特定的算法查找的速度会比无需数组快，后面我们会讲各种排序算法。

③ 删除慢，根据元素值删除，我们要先找到该元素所处的位置，然后将元素后面的值整体向前面移动一个位置。也需要比较多的时间。

④ 数组一旦创建后，大小就固定了，不能动态扩展数组的元素个数。如果初始化你给一个很大的数组大小，那会白白浪费内存空间，如果给小了，后面数据个数增加了又添加不进去了。

很显然，数组虽然插入快，但是查找和删除都比较慢，而且扩展性差，所以我们一般不会用数组来存储数据。

1.1 collection 和 collections

  • collection ：集合类的上层接口，子接口主要有list ，set，queue
  • collections：提供对集合进行搜索，排序，替换和线程安全化等操作的工具类。
  • ArrayList，LinkedList，Vector
  • ArrayList：动态数组；基于数组实现；
  • LinkedList：有序数组；基于双向链表实现；
  • vector：对象容器，可放入不同类的对象（基于数组实现）；

1.2 LinkedHashMap ，TreeMap ,TreeSet

  • LinkedHashMap：顺序存取HashMap（基于数组和双向链表实现）；
  • TreeMap：内部排序（基于黑色树实现）；
  • TreeSet：有序的set集合（基于二叉树）；