数组

H2024年12月11日大约 4 分钟

1. 一维数组

数组的说明
数组（array）：可以理解为多个相同数据类型的变量的组合。
目的：为了便于在内存中对数据进行统一管理。
一维数组的声明与初始化
（1）静态初始化：数组的赋值和数组元素的赋值同时进行。
```
int[] ids1 = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};
int[] ids2 = {1,2,3,4,5,6,7};
```
（2）动态初始化：数组的赋值和数组元素的赋值分开进行。
```
String[] names = new String[3];
```
一维数组的引用
通过下角标的方式进行调用（下角标从0开始，到数组长度-1结束）。
总结：不管是静态初始化还是动态初始化，一旦数组初始化完成，其长度就确定了，而且长度是不可变的。
数组的属性
数组的长度，即为数组中元素的个数，可以通过 length 属性来获取。
一维数组的遍历

for(int i = 0;i < ids.length;i++) {
	System.out.println(ids[i]);
}

一维数组元素的默认初始化值
（1）整型：byte、short、int、long默认初始化值为0；
（2）浮点型：float、double默认初始化值为0.0；
（3）布尔型：boolean默认初始化值为false；
（4）字符型：char默认初始化值为0或'\u0000'，不能理解为'0'；
（5）引用数据类型的默认初始化值为null。

2. 数组的常见算法

针对数值型的数组
求数组的最大值、最小值、平均数、总和等。
数组的赋值与复制

int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
int[] arr2;
// 赋值：
arr2 = arr1;
// 复制：
arr2 = new int[arr1.length];
for(int i = 0;i < arr1.length;i++) {
	arr2[i] = arr1[i];
}

数组元素的反转

// 方式一：
for (int i = 0; i < arr1.length / 2; i++) {
    // 交换两个位置变量值的操作
    int temp = arr1[i];
    arr1[i] = arr1[arr1.length - 1 - i];
    arr1[arr1.length - 1 - i] = temp;
}
// 方式二：
for(int x = 0,y = arr1.length -1;x < y;x++,y--) {
    int temp = arr1[x];
    arr1[x] = arr1[y];
    arr1[y] = temp;
}

数组中指定元素的查找
（1）线性查找：普遍适用性（String中有 contains(String str) 和 index(String str) 可用于判断）

int number = -64;
number = 65;
boolean isFlag = true;
for(int i = 0;i < arr1.length;i++) {
	if(number == arr1[i]) {
		isFlag = false;
		System.out.println(number + "在数组中存在，对应的索引位置为：" + i);
	}
}
if(isFlag) {
	System.out.println("在数组不存在" + number);
}

（2）二分法查找：使用前提 --- 数组是有序的

数组的排序算法
（1）选择排序：直接选择排序、堆排序
（2）交换排序：冒泡排序、快速排序
（3）插入排序：直接插入排序、折半插入排序、Shell排序
（4）归并排序
（5）桶式排序
（6）基数排序

理解：

1）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。

2）内部排序与外部排序

内部排序：只需要在内存中完成，不需要借助于外部存储设备

外部排序：需要借助于外部设备才可完成排序

★★★冒泡排序的实现：需要能手写出来★★★

for(int i = 0;i < arr1.length - 1;i++) {
	for(int j = 0;j < arr1.length - 1 - i;j++) {
		if(arr1[j] > arr1[j + 1]){
			int temp = arr1[j];
			arr1[j] = arr1[j + 1];
			arr1[j + 1] = temp;
		}	
	}			
}

3. Arrays 工具类的使用

// equals(int[] a,int[] b):比较两个数组是否相等
int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
int[] arr2 = new int[]{3,2,1};		
boolean isEquals = Arrays.equals(arr1, arr2);
System.out.println(isEquals);
		
// toString(int[] a):遍历数组元素，并返回
System.out.println(arr1);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
		
// fill(int[] a,int val):将数组中的所有元素替换为val
Arrays.fill(arr1, 5);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));

// sort(int[] a):实现数组的排序。默认是从小到大的。内部使用的快速排序
int[] arr3 = new int[] { 23, 54, 76, 4, 6754, -9, -64, 6, 0, 54 };
System.out.println(Arrays.toString(arr3));
Arrays.sort(arr3);
System.out.println(Arrays.toString(arr3));
		
// binarySearch(int[] a,int key)
int index = Arrays.binarySearch(arr3, 6);
System.out.println(index);

4. 数组的常见异常

数组下标越界异常：ArrayIndexOutOfBoundsException
空指针异常：NullPointerException