数组的概述


1.数组的理解

数组（Array），是多个相同类型数据按一定顺序排列整合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。

2.数组的相关概念：

数组名
元素
角标，下标，序列
数组的长度：元素的个数

3.数组的特点：

数组是有序排列的
数组属于引用数据类型的变量。数组的元素，既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型
创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
数组的长度一旦确定，就不能修改

4.数组的分类：

  1. ① 按照维数：一维数组、二维数组、...<br />    ② 按照数组元素的类型：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组

数据结构：

  1. 1.数据与数据之间的逻辑关系：集合、一对一、一对多、多对多<br />    2.数据的存储结构：<br />    线性表：顺序表（比如：数组）、链表、栈、队列<br />    树形结构：二叉树


图形结构：

算法：

  1. 排序算法：<br />    搜索算法：


一维数组


1.一维数组的声明和初始化

正确的方式：

  1. int num;//声明
  2. num = 10;//初始化
  3. int id = 1001;//声明和初始化
  5. int[] ids;//声明
  6. //1.1静态初始化：数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
  7. ids = new int[] {1001,1002,1003,1004};
  9. //1.2动态初始化：数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
  10. String[] names = new String[5];
  12. int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断
  14. //错误的方式：
  15. //int[] arr1 = new int[];
  16. //int[5] arr2 = new int[];
  17. //int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};

2.一维数组元素的引用：通过角标的方式调用

  1. //数组的角标（或索引）从0开始，到数组的长度-1结束
  2. names[0] = "张飞";
  3. names[1] = "关羽";
  4. names[2] = "黄忠";
  5. names[3] = "赵云";
  6. names[4] = "马超";//charAt(0)

3.数组的属性：length

  1. System.out.println(names.length);//5
  2. System.out.println(ids.length);//4

说明：数组一旦初始化，其长度就是确定的.length
数组长度一旦确定，就不可修改

4.一维数组的遍历

  1. for (int i = 0;i < names.length;i++) {
  2.     System.out.println(names[i]);
  3. }

5.一维数组元素的默认初始化值

数组元素是整型：0
数组元素是浮点型：0.0
数组元素是char型：0或‘\u0000’ 而非‘0’
数组元素是boolean型：flase

6.一维数组的内存解析
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二维数组


1.如何理解二维数组？

  1. 数组属于引用数据类型<br />    数组的元素也可以是引用数据类型<br />    一个一维数组A的元素如果还是一个一维数组类型的，则，此数组A称为二维数组

2.二维数组的声明和初始化

  1. 正确的方式：
  2. int[] arr = new int[] {1,2,3};//一维数组
  3. //静态初始化
  4. int[][] arr1 = new int[][] {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
  5. //动态初始化1
  6. String[][] arr2 = new String[3][2];
  7. //动态初始化2
  8. String[][] arr3 = new String[3][];
  9. int[] arr4[] = new int[][] {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
  10. int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
  12. //错误的方式：
  13. String[][] = arr4 = String[][4];
  14. String[][] = arr5 = String[][];
  15. int[][] arr6 = new int[4][3] {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};

3.如何调用二维数组元素：

  1. System.out.println(arr1[0][1]);//2
  2. System.out.println(arr2[1][1]);//null
  3. arr3[1] = new String[4];
  4. System.out.println(arr3[1][0]);

4.二维数组的属性：

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

5.遍历二维数组元素

  1. for (int i = 0;i < arr4.length;i++) {
  2.     for (int j = 0;j < arr4[i].length;j++) {
  3.         System.out.print(arr4[i][j] + "   ");
  4.     }
  5.     System.out.println();
  6. }

6.二维数组元素的默认初始化值

规定：二维数组分为外层数组的元素，内层数组的元素
int[][] arr = new int[4][3];
外层元素：arr[0],arr[1]等
内层元素：arr[0][0],arr[1][2]等


数组元素的默认初始化值

  1. 针对于初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3];<br />        外层元素初始化为：地址值<br />        内层元素初始化为：与一维数组初始化情况相同<br />    针对初始化方式二：比如：int[][] arr3 = new int[4][];<br />        外层元素初始化为：null<br />        内层元素初始化为：不能调用，否则报错

7.二维数组的内存结构
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数组的常见算法


1.数组的创建与元素赋值：
杨辉三角(二维数组)、回形数(二维数组)、6个数，1-30之间随机生成且不重复

2.针对于数值型的数组：
最大值、最小值、总和、平均数等

3.数组的赋值与复制

  1. int[] array1,array2;
  2. arr1 = new int[] {1,2,3,4};
  4. //3.1赋值：
  5. array2 = array1;
  6. //如何理解：将array1保存的数组的地址值赋给了array2，
  7. //使得array1和array2共同指向堆空间的同一个数组实体

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如何理解：我们通过new的方式，给array2在堆空间中新开辟了数组的空间。将array1数组中的元素值一个一个赋值到array2数组中。

4.数组元素的反转

  1. //        for (int i = 0;i < arr1.length / 2;i++) {
  2. //            String temp = arr[i];
  3. //            arr[i] = arr[arr.length - i - 1];
  4. //            arr[arr.length - i - 1] = temp;
  5. //        }
  7. //或
  9. //        for (int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--) {
  10. //            String temp =arr[i];
  11. //            arr[i] = arr[j];
  12. //            arr[j] = temp;
  13. //        }

5.数组中指定元素的查找：搜索、检索

5.1 线性查找：
实现思路：通过遍历的方法：一个一个的数据进行比较、查找
适用性：具有普遍适用性

5.2二分法查找：
实现思路：每次比较中间值，折半的方式检索
适用性：(前提：数组必须有序)

6.数组的排序算法
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理解：

  1. 衡量排序算法的优劣：
    时间复杂度、空间复杂度、稳定性
  2. 排序的分类：内部排序 与 外部排序 (需要借助于磁盘)
  3. 不同排序算法的时间复杂度

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  1. 手写冒泡排序
  1. int[] arr = new int[] {43,56,14,515,46,-64,12,14};  
  3. //冒泡排序
  4. for (int i = 0;i < arr.length - 1;i++) {
  5.     for (int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j++) {
  6.       if(arr[j] > arr[j + 1]) {
  7.         int temp = arr[j];
  8.       arr[j] = arr[j + 1];
  9.       arr[j + 1] = temp;
  10.     }
  11.   }
  12. }

Arrays工具类的使用


1.理解：
① 定义在java.util包下。
② Arrays：提供了很多操作数组的方法。

2.使用：

  1. //1.boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等
  2. int [] arr1 = new int[] {1,2,3,4};
  3. int [] arr2 = new int[] {1,3,2,4};
  4. boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
  5. System.out.println(isEquals);
  7. //2.String toString(int[] a):输出数组信息
  8. System.out.println(Arrays.toString(arr1));
  10. //3.void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组之中
  11. Arrays.fill(arr1, 10);
  12. System.out.println(Arrays.toString(arr1));
  14. //4.void sort(int[] a):对数组进行排序
  15. Arrays.sort(arr2);
  16. System.out.println(Arrays.toString(arr2));
  18. //5.int binarySearch(int[] a,int key)
  19. int[] arr3 = new int[] {-98,34,2,34,54,66,79,105,210,333};
  20. int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
  21. if (index >= 0) {
  22.     System.out.println(index);
  23. }else {
  24.     System.out.println("没找到");
  25. }

数组的常见异常
1.数组角标越界异常：ArrayIndexOutOfBoundsException

  1. int[] arr = new int[] {1,2,3,4,5};
  2. //        for (int i = 0;i <= arr.length;i++) {
  3. //            System.out.println(arr[i]);
  4. //        }
  6. //        System.out.println(arr[-2]);
  8. //        System.out.println("hello");

2.空指针异常：NullPointerException

  1. //情况一：
  2. //        int[] arr1 = new int[] {1,2,3};
  3. //        arr1 = null;
  4. //        System.out.println(arr1[0]);
  6. //情况二：
  7. //        int[][] arr2 = new int[4][];
  8. //        System.out.println(arr2[0][0]);
  10. //情况三：
  11. //        String[] arr3 = new String[] {"AA","BB","CC"};
  12. //        arr3[0] = null;
  13. //        System.out.println(arr3[0].toString());

小知识：一旦程序出现异常，未处理时，就终止执行。