3.1 数组的概述
3.1.1 定义
数组 ( 是 多个 相同 类型 数据 按 一定顺序排列的集合 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 。
3.1.2 常见概念
- 数组 名
- 下标 或索引
- 元素
-
3.1.3 其他要点
数组本身是 引用数据类型 （还有类和接口）
- 而数组中的元素可以是 任何数据类型 包括基本数据类型和引用数据类型 。
- 创建数组对象会在内存中开辟一整块 连续的空间 而数组名中引用的是这块连续空间的首地址 。
- 数组 的 长度一旦确定 就不能修改 。
- 我们可以直接通过下标 或索引 的方式调用指定位置的元素 速度很快 。
- 数组的分类：
按照维度：一维数组 、 二维数组 、 三维数组 、
按照元素的数据类型分：基本数据类型元素的数组 、 引用数据类型元素的数组 即对象数组
3.2 一维数组的使用
3.2.1 声明
一维数组的 声明方式
type var [] 或 type[] var<br />例如：<br />
Java 语言中声明数组时不能指定其长度（数组中元素的数） 例如： int a[5 ]; //非法
3.2.2 初始化
动态初始化 数组声明且为数组元素分配空间 与 赋值的操作 分开进行
- 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。
3.2.3 数组元素的引用
- 定义并用运算符 new 为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素；
- 数组元素的引用方式：数组名 [ 数组元素下标 ]
- 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如 a[3] , b[ i ] , c[ i ]
- 数组元素下标从 0 开始；长度为 n 的数组合法下标取值范围 : 0 ——>n 1 如 int a[]=new int [3]; 可引用的数组元素为 a[0] 、 a[1] 、 a[2]
- 每个数组都有一个属性 length 指明它的长度，例如： a.length 指明数组 a 的长度 元素个数
- 数组一旦初始化，其长度是不可变的 ```java package com.atguigu.java;
/*
- 一、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的集合，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.数组相关的概念：
数组名
元素
角标、下标、索引
数组的长度：元素的个数
- 3.数组的特点：
- 1）数组是有序排列的
- 2）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
- 3）创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
- 4）数组的长度一旦确定，就不能修改。
- 数组的分类：
- ① 按照维数：一维数组、二维数组、。。。
- 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
- 一维数组的使用
- ① 一维数组的声明和初始化
- ② 如何调用数组的指定位置的元素
- ③ 如何获取数组的长度
- ④ 如何遍历数组
- ⑤ 数组元素的默认初始化值 ：见ArrayTest1.java
⑥ 数组的内存解析 ：见ArrayTest1.java */ public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
//1. 一维数组的声明和初始化 int num;//声明 num = 10;//初始化 int id = 1001;//声明 + 初始化
int[] ids;//声明 //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 ids = new int[]{1001,1002,1003,1004}; //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 String[] names = new String[5];
//错误的写法： // int[] arr1 = new int[]; // int[5] arr2 = new int[5]; // int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};
//也是正确的写法： int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断
//总结：数组一旦初始化完成，其长度就确定了。
//2.如何调用数组的指定位置的元素:通过角标的方式调用。 //数组的角标（或索引）从0开始的，到数组的长度-1结束。 names[0] = “王铭”; names[1] = “王赫”; names[2] = “张学良”; names[3] = “孙居龙”; names[4] = “王宏志”;//charAt(0) // names[5] = “周扬”;
//3.如何获取数组的长度。 //属性:length System.out.println(names.length);//5 System.out.println(ids.length);
//4.如何遍历数组 /System.out.println(names[0]); System.out.println(names[1]); System.out.println(names[2]); System.out.println(names[3]); System.out.println(names[4]);/
for(int i = 0;i < names.length;i++){
System.out.println(names[i]);}
}
}
<a name="qI7xu"></a>
### 3.2.4 数组元素的默认初始化
- 数组是引用类型，它的元素 相当于类的成员变量 ，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。例如：
- 对于**基本数据类型**而言，默认初始化值各有不同
- 对于**引用数据类型**而言，默认初始化值为 null( 注意 与 0 不同！)
```java
package com.atguigu.java;
/*
* ⑤ 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：false
*
* > 数组元素是引用数据类型：null
*
* ⑥ 数组的内存解析
*/
public class ArrayTest1 {
public static void main(String[] args) {
//5.数组元素的默认初始化值
int[] arr = new int[4];
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
System.out.println("**********");
short[] arr1 = new short[4];
for(int i = 0;i < arr1.length;i++){
System.out.println(arr1[i]);
}
System.out.println("**********");
float[] arr2 = new float[5];
for(int i = 0;i < arr2.length;i++){
System.out.println(arr2[i]);
}
System.out.println("**********");
char[] arr3 = new char[4];
for(int i = 0;i < arr3.length;i++){
System.out.println("----" + arr3[i] + "****");
}
if(arr3[0] == 0){
System.out.println("你好！");
}
System.out.println("**********");
boolean[] arr4 = new boolean[5];
System.out.println(arr4[0]);
System.out.println("**********");
String[] arr5 = new String[5];
System.out.println(arr5[0]);
if(arr5[0] == null){
System.out.println("北京天气不错！");
}
}
}
3.2.5 创建基本数据类型数组
3.2.6 一维数组的内存解析
1.内存的简化结构
3.2.7 练习题
答案是：联系方式：18xxxxxxx
package com.atguigu.exer;
import java.util.Scanner;
/*
* 2. 从键盘读入学生成绩，找出最高分，并输出学生成绩等级。
成绩>=最高分-10 等级为’A’
成绩>=最高分-20 等级为’B’
成绩>=最高分-30 等级为’C’
其余 等级为’D’
提示：先读入学生人数，根据人数创建int数组，存放学生成绩。
*
*/
public class ArrayDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//1.使用Scanner，读取学生个数
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入学生人数：");
int number = scanner.nextInt();
//2.创建数组，存储学生成绩：动态初始化
int[] scores = new int[number];
//3.给数组中的元素赋值
System.out.println("请输入" + number + "个学生成绩：");
int maxScore = 0;
for(int i = 0;i < scores.length;i++){
scores[i] = scanner.nextInt();
//4.获取数组中的元素的最大值:最高分
if(maxScore < scores[i]){
maxScore = scores[i];
}
}
// for(int i = 0;i < scores.length;i++){
// if(maxScore < scores[i]){
// maxScore = scores[i];
// }
// }
//5.根据每个学生成绩与最高分的差值，得到每个学生的等级，并输出等级和成绩
char level;
for(int i = 0;i < scores.length;i++){
if(maxScore - scores[i] <= 10){
level = 'A';
}else if(maxScore - scores[i] <= 20){
level = 'B';
}else if(maxScore - scores[i] <= 30){
level = 'C';
}else{
level = 'D';
}
System.out.println("student " + i +
" score is " + scores[i] + ",grade is " + level);
}
}
}
3.3 多维数组的使用
- Java 语言里提供了支持多维数组的语法。
- 如果说可以把一维数组当成几何中的线性图形，那么二维数组就相当于是一个表格，像右图 Excel中的表格一样。
对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组array1 又作为另一个一维数组 array2 的元素而存在。其实， 从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组。
3.3.2 二维数组的声明和初始化
代码演示： ```java package com.atguigu.java; /*- 二维数组的使用
- 1.理解：
- 对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组array1又作为另一个一维数组array2的元素而存在。
- 其实，从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组。
- 二维数组的使用:
- ① 二维数组的声明和初始化
- ② 如何调用数组的指定位置的元素
- ③ 如何获取数组的长度
- ④ 如何遍历数组
- ⑤ 数组元素的默认初始化值 :见 ArrayTest3.java
- ⑥ 数组的内存解析 :见 ArrayTest3.java
*/ public class ArrayTest2 { public static void main(String[] args) {
//1.二维数组的声明和初始化 int[] arr = new int[]{1,2,3};//一维数组 //静态初始化 int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}; //动态初始化1 String[][] arr2 = new String[3][2]; //动态初始化2 String[][] arr3 = new String[3][]; //错误的情况// String[][] arr4 = new String[][4]; // String[4][3] arr5 = new String[][]; // int[][] arr6 = new int[4][3]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
//也是正确的写法： int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}}; int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}; //2.如何调用数组的指定位置的元素 System.out.println(arr1[0][1]);//2 System.out.println(arr2[1][1]);//null arr3[1] = new String[4]; System.out.println(arr3[1][0]);//null //3.获取数组的长度 System.out.println(arr4.length);//3 System.out.println(arr4[0].length);//3 System.out.println(arr4[1].length);//4 //4.如何遍历二维数组 for(int i = 0;i < arr4.length;i++){ for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){ System.out.print(arr4[i][j] + " "); } System.out.println(); }} }
<a name="HouHW"></a>
### 3.3.3 二维数组的内存解析
<br /><br /><br /><br />代码演示
```java
package com.atguigu.java;
/*
* 二维数组的使用：
* 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
*
* ⑤ 数组元素的默认初始化值
* 针对于初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3];
* 外层元素的初始化值为：地址值
* 内层元素的初始化值为：与一维数组初始化情况相同
*
* 针对于初始化方式二：比如：int[][] arr = new int[4][];
* 外层元素的初始化值为：null
* 内层元素的初始化值为：不能调用，否则报错。
*
* ⑥ 数组的内存解析
*
*/
public class ArrayTest3 {
public static void main(String[] args) {
int[][] arr = new int[4][3];
System.out.println(arr[0]);//[I@15db9742
System.out.println(arr[0][0]);//0
// System.out.println(arr);//[[I@6d06d69c
System.out.println("*****************");
float[][] arr1 = new float[4][3];
System.out.println(arr1[0]);//地址值
System.out.println(arr1[0][0]);//0.0
System.out.println("*****************");
String[][] arr2 = new String[4][2];
System.out.println(arr2[1]);//地址值
System.out.println(arr2[1][1]);//null
System.out.println("*****************");
double[][] arr3 = new double[4][];
System.out.println(arr3[1]);//null
// System.out.println(arr3[1][0]);//报错
}
}
3.3.4 练习题
package com.atguigu.exer;
public class ArrayExer1 {
public static void main(String[] args) {
int[][] arr = new int[][]{{3,5,8},{12,9},{7,0,6,4}};
int sum = 0;//记录总和
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
for(int j = 0;j < arr[i].length;j++){
sum += arr[i][j];
}
}
System.out.println("总和为：" + sum);
}
}
package com.atguigu.exer;
/*
* 使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角。
【提示】
1. 第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素
2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1
3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素。即：
yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j];
*
*/
public class YangHuiTest {
public static void main(String[] args) {
//1.声明并初始化二维数组
int[][] yangHui = new int[10][];
//2.给数组的元素赋值
for(int i = 0;i < yangHui.length;i++){
yangHui[i] = new int[i + 1];
//2.1 给首末元素赋值
yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
//2.2 给每行的非首末元素赋值
//if(i > 1){
for(int j = 1;j < yangHui[i].length - 1;j++){
yangHui[i][j] = yangHui[i-1][j-1] + yangHui[i-1][j];
}
//}
}
//3.遍历二维数组
for(int i = 0;i < yangHui.length;i++){
for(int j = 0;j < yangHui[i].length;j++){
System.out.print(yangHui[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
拓展笔试题（题目见上）
class ArrayExer {
public static void main(String[] args) {
//方式一：
// int[] arr = new int[6];
// for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)
// arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;
//
// boolean flag = false;
// while (true) {
// for (int j = 0; j < i; j++) {
// if (arr[i] == arr[j]) {
// flag = true;
// break;
// }
// }
// if (flag) {
// arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;
// flag = false;
// continue;
// }
// break;
// }
// }
//
// for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
// System.out.println(arr[i]);
// }
//方式二：
int[] arr = new int[6];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)
arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (arr[i] == arr[j]) {
i--;
break;
}
}
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
}
3.4 数组中设计到的常见算法
3.4.1 数组元素的赋值：
1.杨辉三角（见上）
2.回形数
方法一：
class RectangleTest {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("输入一个数字");
int len = scanner.nextInt();
int[][] arr = new int[len][len];
int s = len * len;
/*
* k = 1:向右 k = 2:向下 k = 3:向左 k = 4:向上
*/
int k = 1;
int i = 0, j = 0;
for (int m = 1; m <= s; m++) {
if (k == 1) {
if (j < len && arr[i][j] == 0) {
arr[i][j++] = m;
} else {
k = 2;
i++;
j--;
m--;
}
} else if (k == 2) {
if (i < len && arr[i][j] == 0) {
arr[i++][j] = m;
} else {
k = 3;
i--;
j--;
m--;
}
} else if (k == 3) {
if (j >= 0 && arr[i][j] == 0) {
arr[i][j--] = m;
} else {
k = 4;
i--;
j++;
m--;
}
} else if (k == 4) {
if (i >= 0 && arr[i][j] == 0) {
arr[i--][j] = m;
} else {
k = 1;
i++;
j++;
m--;
}
}
}
// 遍历
for (int m = 0; m < arr.length; m++) {
for (int n = 0; n < arr[m].length; n++) {
System.out.print(arr[m][n] + "\t");
}
System.out.println();
}
}
}
方法二：
class RectangleTest1 {
public static void main(String[] args) {
int n = 7;
int[][] arr = new int[n][n];
int count = 0; // 要显示的数据
int maxX = n - 1; // x轴的最大下标
int maxY = n - 1; // Y轴的最大下标
int minX = 0; // x轴的最小下标
int minY = 0; // Y轴的最小下标
while (minX <= maxX) {
for (int x = minX; x <= maxX; x++) {
arr[minY][x] = ++count;
}
minY++;
for (int y = minY; y <= maxY; y++) {
arr[y][maxX] = ++count;
}
maxX--;
for (int x = maxX; x >= minX; x--) {
arr[maxY][x] = ++count;
}
maxY--;
for (int y = maxY; y >= minY; y--) {
arr[y][minX] = ++count;
}
minX++;
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
String space = (arr[i][j] + "").length() == 1 ? "0" : "";
System.out.print(space + arr[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
3.4.2 求 数值型 数组中元素 的最大值、最小值、平均数、总和等
package com.atguigu.java;
/*
* 算法的考查：求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等
*
* 定义一个int型的一维数组，包含10个元素，分别赋一些随机整数，
* 然后求出所有元素的最大值，最小值，和值，平均值，并输出出来。
* 要求：所有随机数都是两位数。
*
* [10,99]
* 公式：(int)(Math.random() * (99 - 10 + 1) + 10)
*
*/
public class ArrayTest1 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[10];
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
arr[i] = (int)(Math.random() * (99 - 10 + 1) + 10);
}
//遍历
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println();
//求数组元素的最大值
int maxValue = arr[0];
for(int i = 1;i < arr.length;i++){
if(maxValue < arr[i]){
maxValue = arr[i];
}
}
System.out.println("最大值为：" + maxValue);
//求数组元素的最小值
int minValue = arr[0];
for(int i = 1;i < arr.length;i++){
if(minValue > arr[i]){
minValue = arr[i];
}
}
System.out.println("最小值为：" + minValue);
//求数组元素的总和
int sum = 0;
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
sum += arr[i];
}
System.out.println("总和为：" + sum);
//求数组元素的平均数
int avgValue = sum / arr.length;
System.out.println("平均数为：" + avgValue);
}
}
3.4.3 数组的复制 、反转、查找（线性查找、二分法查找）
1.数组的复制
package com.atguigu.exer;
/*
* 使用简单数组
(1)创建一个名为ArrayExer2的类，在main()方法中声明array1和array2两个变量，他们是int[]类型的数组。
(2)使用大括号{}，把array1初始化为8个素数：2,3,5,7,11,13,17,19。
(3)显示array1的内容。
(4)赋值array2变量等于array1，修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)。打印出array1。
*
* 思考：array1和array2是什么关系？array1和array2地址值相同，都指向了堆空间的唯一的一个数组实体。
* 拓展：修改题目，实现array2对array1数组的复制
*/
public class ArrayExer2 {
public static void main(String[] args) { //alt + /
int[] array1,array2;
array1 = new int[]{2,3,5,7,11,13,17,19};
//显示array1的内容
for(int i = 0;i < array1.length;i++){
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
//赋值array2变量等于array1
//不能称作数组的复制。
array2 = array1;
//数组的复制:
//array2 = new int[array1.length];
//for(int i = 0;i < array2.length;i++){
// array2[i] = array1[i];
//}
//修改array2中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)
for(int i = 0;i < array2.length;i++){
if(i % 2 == 0){
array2[i] = i;
}
}
System.out.println();
//打印出array1
for(int i = 0;i < array1.length;i++){
System.out.print(array1[i] + "\t");
}
}
}
这是赋值：
2.数组的反转
package com.atguigu.java;
/*
* 算法的考查：数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)
*
*
*/
public class ArrayTest2 {
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[]{"JJ","DD","MM","BB","GG","AA"};
//数组的复制(区别于数组变量的赋值：arr1 = arr)
String[] arr1 = new String[arr.length];
for(int i = 0;i < arr1.length;i++){
arr1[i] = arr[i];
}
//数组的反转
//方法一：
// for(int i = 0;i < arr.length / 2;i++){
// String temp = arr[i];
// arr[i] = arr[arr.length - i -1];
// arr[arr.length - i -1] = temp;
// }
//方法二：
// for(int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--){
// String temp = arr[i];
// arr[i] = arr[j];
// arr[j] = temp;
// }
//遍历
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
System.out.println();
//查找（或搜索）
//线性查找：
String dest = "BB";
dest = "CC";
boolean isFlag = true;
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
if(dest.equals(arr[i])){
System.out.println("找到了指定的元素，位置为：" + i);
isFlag = false;
break;
}
}
if(isFlag){
System.out.println("很遗憾，没有找到的啦！");
}
}
}
3.二分查找算法
//二分法查找：(熟悉)
//前提：所要查找的数组必须有序。
int[] arr2 = new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int dest1 = -34;
dest1 = 35;
int head = 0;//初始的首索引
int end = arr2.length - 1;//初始的末索引
boolean isFlag1 = true;
while(head <= end){
int middle = (head + end)/2;
if(dest1 == arr2[middle]){
System.out.println("找到了指定的元素，位置为：" + middle);
isFlag1 = false;
break;
}else if(arr2[middle] > dest1){
end = middle - 1;
}else{//arr2[middle] < dest1
head = middle + 1;
}
}
if(isFlag1){
System.out.println("很遗憾，没有找到的啦！");
}
3.4.4 数组 元素 的 排序算法
1.基本定义
排序：假设含有 n 个记录的序列为 {R1 R2 Rn 其相应的关键字序列为{K1 K2 Kn 。将这些记录重新排序为 {Ri1, Rin 使得相应的关键字值满足条 Ki1<=Ki2<=…<=Kin, 这样的一种操作称为排序。
- 通常来说，排序的目的是快速查找。
2.衡量排序算法的优劣：
1.时间复杂度 ：分析关键字的比较次数和记录的移动次数
2.空间复杂度： 分析排序算法中需要多少辅助内存
3.稳定性： 若两个记录 A 和 B 的关键字值相等，但排序后 A 、 B 的先后次序保
持不变，则称这种排序算法是稳定的。
3.排序算法分类：内部排序 和 外部排序 。
- 内部排序 ：整个排序过程不需要借助于外部存储器（如磁盘等），所有排
序操作都在内存中完成。
- 外部排序 ：参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排
序过程放在内存中完成，必须借助于外部存储器（如磁盘）。外部排序最
常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。
4.十大内部排序
- 选择排序：直接选择排序、 堆排序
- 交换排序：冒泡排序 、 快速排序
- 插入排序：直接插入排序、 折半插入排序、 Shell 排序
- 归并排序
- 桶式排序
- 基数排序
《 附录：尚硅谷 宋红康 排序算法 pdf 》
附录：尚硅谷宋红康排序算法.pdf
5.算法的5大特征
6.冒泡排序
介绍：
冒泡排序的原理非常简单，它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元
素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
排序思想
1.比较相邻的元素。如果第一个比第二个大（升序），就交换他们两个。
2.对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
3.针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4.持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较为止 。
package com.atguigu.java;
/*
* 数组的冒泡排序的实现
*
*/
public class BubbleSortTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{43,32,76,-98,0,64,33,-21,32,99};
//冒泡排序
for(int i = 0;i < arr.length - 1;i++){
for(int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j++){
if(arr[j] > arr[j + 1]){
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + "\t");
}
}
}
7.快速排序
介绍：
快速排序通常明显比同为O(nlogn) 的其他算法更快，因此常被采用，而且快排采用了分治法的思想，所以在很多笔试面试中能经常看到快排的影子。可见掌握快排的重要性 。
快速排序（Quick Sort ）由图灵奖获得者 Tony Hoare 发明，被列为 20 世纪十大算法之一 ，是迄今为止所有内排序算法中速度最快的一种。冒泡排序的升级版，交换排序的一种。快速排序的时间复杂度为 O(nlog(n)) 。
排序思想
1.从数列中挑出一个元素，称为 基准 pivot
2.重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（ partition ）操作。
3.递归地（ recursive ）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
4.递归的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代iteration ）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去 。
package com.atguigu.java;
/**
* 快速排序
* 通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分关键字小，
* 则分别对这两部分继续进行排序，直到整个序列有序。
* @author shkstart
* 2018-12-17
*/
public class QuickSort {
private static void swap(int[] data, int i, int j) {
int temp = data[i];
data[i] = data[j];
data[j] = temp;
}
private static void subSort(int[] data, int start, int end) {
if (start < end) {
int base = data[start];
int low = start;
int high = end + 1;
while (true) {
while (low < end && data[++low] - base <= 0)
;
while (high > start && data[--high] - base >= 0)
;
if (low < high) {
swap(data, low, high);
} else {
break;
}
}
swap(data, start, high);
subSort(data, start, high - 1);//递归调用
subSort(data, high + 1, end);
}
}
public static void quickSort(int[] data){
subSort(data,0,data.length-1);
}
public static void main(String[] args) {
int[] data = { 9, -16, 30, 23, -30, -49, 25, 21, 30 };
System.out.println("排序之前：\n" + java.util.Arrays.toString(data));
quickSort(data);
System.out.println("排序之后：\n" + java.util.Arrays.toString(data));
}
}
8.排序算法性能对比
各种内部排序方法性能比较
1.从平均时间而言 快速排序最佳。 但在最坏情况下时间性能不如堆排序和归并排序。
2.从算法简单性看 ：由于直接选择排序、直接插入排序和冒泡排序的算法比较简单，将其认为是 简单 算法。 对于 Shell 排序、堆排序、快速排序和归并排序算法，其算法比较复杂，认为是复杂排序。
3.从稳定性看 ：直接插入排序、冒泡排序和归并排序时稳定的；而直接选择排序、快速排序、 Shell 排序和堆排序是不稳定排序
4.从待排序的记录数 n 的大小看：n 较小时，宜采用简单排序；而 n 较大时宜采用改进排序。
9.排序算法 的 选择
(1)若 n 较小 如 n≤50) 50)，可采用 直接插入 或 直接选择排序 。
当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直
接插 入 ，应选直接选择排序 为宜 。
(2)若文件初始状态基本有序 指正序 ))，则应选用 直接插 入 、 冒泡 或随机的 快速排序 为宜
(3)若 n 较大，则应采用时间复杂度为 O( nlgn 的排序方法： 快速排序 、 堆排序 或归并排序 。
3.5 Arrays工具类的使用
javautil Arrays 类即为操作数组的工具类 包含 了用来操作数组 比如排序和搜索 的各种 方法 。
package com.atguigu.java;
import java.util.Arrays;
/*
* java.util.Arrays:操作数组的工具类，里面定义了很多操作数组的方法
*
*
*/
public class ArraysTest {
public static void main(String[] args) {
//1.boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等。
int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4};
int[] arr2 = new int[]{1,3,2,4};
boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
System.out.println(isEquals);//false
//2.String toString(int[] a):输出数组信息。
System.out.println(Arrays.toString(arr1));//[1,2,3,4]
//3.void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组之中。
Arrays.fill(arr1,10);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));[10,10,10,10]
//4.void sort(int[] a):对数组进行排序。
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
//5.int binarySearch(int[] a,int key)
int[] arr3 = new int[]{-98,-34,2,34,54,66,79,105,210,333};
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 210);
if(index >= 0){
System.out.println(index);
}else{
System.out.println("未找到");
}
}
}
3.6 数组使用中的常见异常
编译时，不报错！！
package com.atguigu.java;
/*
* 数组中的常见异常：
* 1. 数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion
*
* 2. 空指针异常：NullPointerException
*
*/
public class ArrayExceptionTest {
public static void main(String[] args) {
//1. 数组角标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsExcetion
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
// for(int i = 0;i <= arr.length;i++){
// System.out.println(arr[i]);
// }
// System.out.println(arr[-2]);
// System.out.println("hello");
//2.2. 空指针异常：NullPointerException
//情况一：
// int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
// arr1 = null;
// System.out.println(arr1[0]);
//情况二：
// int[][] arr2 = new int[4][];
// System.out.println(arr2[0][0]);
//情况三：
String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"};
arr3[0] = null;
System.out.println(arr3[0].toString());
}
}
每日一考 Day06
1.写出一维数组初始化的两种方式
int[] arr = new int[5];//动态初始化
String[] arr1 = new String[]{“Tom”,”Jerry”,”Jim”};//静态初始化
数组一旦初始化，其长度就是确定的。arr.length
数组长度一旦确定，就不可修改。
2.写出二维数组初始化的两种方式
int[][] arr = new int[4][3];//动态初始化1
int[][] arr1 = new int[4][];//动态初始化2
int[][] arr2 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8}};//静态初始化
3.如何遍历如下的二维数组
int[] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
int[] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
for(int j = 0;j < arr[i].length;j++){
System.out.print(arr[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
4.不同类型的一维数组元素的默认初始化值各是多少
整型 : 0
浮点型：0.0
char:0
boolean :false
引用类型：null
5.一维数组的内存解析：
String[] strs = new String[5];
strs[2] = “Tom”;
strs = new String[3];
每日一考 Day07
1.使用冒泡排序，实现如下的数组从小到大排序。
int[] arr = new int[]{34,5,22,-98,6,-76,0,-3};
for(int i = 0;i < arr.length - 1;i++){
for(int j = 0;j < arr.length -i - 1;j++){
if(arr[j] > arr[j+1]){
int temp =arr[i];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
快排时间复杂度：O(nlogn)
冒泡时间复杂度：O(n^2)
堆排序、归并排序
2.如何反转上面的数组。请代码实现
//数组的反转
//方法一：
// for(int i = 0;i < arr.length / 2;i++){
// String temp = arr[i];
// arr[i] = arr[arr.length - i -1];
// arr[arr.length - i -1] = temp;
// }
//方法二：
// for(int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--){
// String temp = arr[i];
// arr[i] = arr[j];
// arr[j] = temp;
// }
3. 复制上述数组，得到一个新的数组
vs 赋值操作
array2 = array1;
int[] arr1 = new int[arr.length];
for(;;)...
4. 使用线性查找，从上述数组中查找22是否存在。存在，返回所在位置的索引。不存在，输出提示信息。
int dest = 22;
boolean isFlag = true;
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
if(dest == arr[i]){
sysout(i);
isFlag = false;
break;
}
}
if(isFlag){
sysout("未找到");
}
或
int dest = 22;
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
if(dest == arr[i]){
sysout(i);
break;
}
}
if(i == arr.length){
sysout("未找到");
}
5. 数组中常见的异常有哪些？请举例说明
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组角标越界异常：
合理范围：[0,arr.length -1]
越界：arr[-1],arr[arr.length]
NullPointerException:空指针异常
int[] arr = null;
arr[0];
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