Day08——数组

提纲：

1、方法的概念
2、方法语法
3、方法使用
4、参数
5、返回值
6、方法的分类
7、作业

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一、数组的概念
1.1、为什么使用数组

如果说程序中，需要存储大量的相同类型的一组数据，如果直接使用变量来进行存储，每个变量只能存储一个值，就需要大量的变量。
1、代码过于臃肿
2、程序的可读性差
3、数据维护较差

1.2、数组的概念

数组的概念：
就是一组相同数据类型的数据。内存上是开辟的连续的内存空间。

1.3、数组的特点？

1、定长。容量固定。数组一旦创建后，那么长度不能更改。(容量，长度，都是指存储的数量)
2、存储的数据类型必须都一致。
3、在内存中空间连续挨个。
4、数组是引用类型的数据，存在栈和堆的地址引用关系。
​
Java中：两大数据类型基本：4类8种引用：数组，对象，集合。。。。

二、数组的使用

2.1、数组的使用

step1：先创建数组
step2：使用数组：存储数据，访问数据。

2.2、数组的语法

创建数组的语法：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度、容量、个数];数据类型 数组名[] = new 数据类型[长度];//也可以使用的语法：数组名[index]，操作数组index：因为一个数组存储了多个数据(也叫元素)，每个元素都有一个下标，也叫索引，index。理解起来就是给每个数据排个编号，固定从0开始，0,1,2,3,4.。。。到长度减1。数组的下标不能超出这个范围。否则就会下标越界：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

示例代码：

public class Test1Array
{public static void main(String[] args){//1.变量的定义int num = 10;System.out.println(num);
​//2.数组/*创建数组：语法格式数据类型[] 数组名 = new 数据类型[容量/长度/个数];
​数组是引用类型的数据：a中存储的是数组的实际的地址。*/
​int[] a = new int[5];//声明一个数组，并创建出来，然后就可以使用这个数组了。System.out.println(a);
​//3.使用数组：存储数据a[0] = 10;a[1] = 20;a[2] = 30;a[3] = 40;a[4] = 50;//a[5] = 100;//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
​//获取数据System.out.println(a[0]);//打印数组的第一个元素System.out.println(a[1]);//打印数组的第二个元素System.out.println(a[2]);//打印数组的第三个元素System.out.println(a[3]);//打印数组的第四个元素System.out.println(a[4]);//打印数组的第五个元素
​//课堂练习：创建一个数组， 存储班级5位同学的性别。char[] arr2 = new char[5];arr2[0] = '男';arr2[1] = '男';arr2[2] = '男';arr2[3] = '女';arr2[4] = '女';
​//打印悄悄System.out.println(arr2[0]);System.out.println(arr2[1]);System.out.println(arr2[2]);System.out.println(arr2[3]);System.out.println(arr2[4]);​}
}

2.3、内存分析(扩展)

内存：存储数据
A：栈，存放的是基本数据类型的变量，以及引用类型变量的引用。特点：函数中的变量所占用的空间，执行之后就会销毁。
B：堆，存放的是new出来的东西。特点：执行之后，堆里存储的内容(对象等)，会被标记为垃圾，但是不会立即被销毁，而是等待系统的垃圾回收机制来回收(GC)。JVM,GC(Grabage Collection)

2.4、数组的长度

获取数组的长度：length，数组的一个属性。
数组名.length--->获取这个数组的长度。

2.5、使用循环遍历数组

2.5.1、普通的循环

1、遍历：依次访问数组中每个元素。可以赋值，可以取值。
2、因为操作数组，就是数组名字配合下标，而下标固定都是从0开始，到长度减1。
for(int i = 0;i < arr2.length;i++){System.out.println(arr2[i]);
}

示例代码：

class Test2ArrayFor 
{public static void main(String[] args) {//定义了一个数组，存储了5个学生的性别。char[] arr2 = new char[5];arr2[0] = '男';arr2[1] = '男';arr2[2] = '男';arr2[3] = '女';arr2[4] = '女';
​/*System.out.println(arr2[0]);System.out.println(arr2[1]);System.out.println(arr2[2]);System.out.println(arr2[3]);System.out.println(arr2[4]);*/
​//借助循环来打印数组：for，while，do-while循环
​for(int i = 0;i < arr2.length;i++){//i:0,1,2,3,,5System.out.println(arr2[i]);//arr2[0],arr2[1],arr2[2],arr2[3],arr2[4]}
​
​System.out.println(arr2.length);//专门用于获取一个数组的长度,5//课堂练习1：定义一个int类型的数组，求该数组中所有元素的总和。
​//课堂练习2：统计这个数组中元素的平均值。}
}
​

2.5.2、for-each循环

for-each循环：【扩展】
增强for循环：JDK1.5的版本出现的。
特定的用法：专门用于获取数组中的每一个元素的值。
语法结构：
for(数据类型 变量名 : 数组名){System.out.println(变量名);
}
工作原理：
for(int e :arr){System.out.println(e);
}
int e，定义变量e，依次获取数组的元素，赋值给e
注意点：A：for-each只能获取数组的数据，但是不能给数组进行赋值B：for-each，在代码这个层面，不能操作下标。

示例代码：

public class Test1ForEach
{public static void main(String[] args){/*循环的遍历：依次获取里面的每一个元素方法一：一个一个的获取
​方法二：普通的循环：for循环
​方法三：for-each循环：for(数据类型 变量名 : 数组名){System.out.println(变量名);}
​element，元素。数组中存储的数据-->数组的元素。*/
​int[] arr = new int[4];arr[0] = 1;arr[1] = 4;arr[2] = 3;arr[3] = 5;//方法一：System.out.println(arr[0]);System.out.println(arr[1]);System.out.println(arr[2]);System.out.println(arr[3]);
​//方法二：for(int i=0;i < arr.length;i++){System.out.println("--->" + arr[i]);}
​
​//方法三：/*index-->0,1,2,3arr--->[1,4,3,5]
​工作原理：int e，定义变量e，依次获取数组的元素，赋值给e*/for(int e : arr){//int e = 1;//e = 4;//e = 3;//e = 5;System.out.println(e);}
​System.out.println("------------------");
​//普通的for循环赋值int[] arr2 = new int[5];//1,3,5,7,9for(int i = 0;i<arr2.length;i++){//i:0,0 1//i:1,2 3//i:2,4 5//i:3,6 7//i:4,8 9arr2[i] = i * 2 + 1;}for(int i=0;i<arr2.length;i++){System.out.println(arr2[i]);}
​//通过for-each给数组进行赋值？不能给数组赋值。for(int e : arr2){// int e :1e = 10;//仅仅是给变量e进行赋值，和arr2数组无关。}for(int e : arr2){System.out.println(e);}}
}

2.6、数组中的默认值

数组的默认值，就是数组创建后，里面存储的默认的数据。
数组的引用存在栈内存中，数组本身存在堆内存中。
数组创建完，就有默认的数据了。
数组中存储的默认值：数组中是有默认值的整数：0小数：0.0字符：\u0000布尔：false其他：null
​

示例代码：

class Test2DefaultValue 
{public static void main(String[] args) {/*数组中存储的默认值：数组中是有默认值的整数：0小数：0.0字符：\u0000布尔：false其他：null
​
​arr[i]?1.先根据arr中存储的地址，找到这块堆内存的数组元素。2.找到这块数组内存后，根据i来获取对应的空间*/
​int n ;//可能尚未初始化变量nSystem.out.println(n);
​int[] arr = new int[5];
​for(int i = 0;i<arr.length;i++){System.out.println(arr[i]);//}
​String[] arr2 = new String[3];
​for(int i = 0;i < arr2.length;i++){System.out.println(arr2[i]);}System.out.println("Hello World!");}
}
​

2.7、创建数组的其他语法

/*
动态创建数组：先创建数组，然后再根据下标一个一个存储数据。
A：先声明，再创建(分配内存空间)
数据类型 [] 数组名;
数组名 = new 数据类型[长度];
​
B：声明并创建
数据类型 [] 数组名 = new 数据类型[长度];
数据类型  数组名[] = new 数据类型[长度];
​
​
//静态创建数组：声明，创建，赋值一起写完。
C：声明，创建，并赋值
数据类型[] 数组名 = {数值1,数值2,数值3,数值4.。。。};
//=左边声明数组，=右边，会先根据{}中数据的个数，然后再将{}中数据，按照顺序存储进去。
完成了几件事：1.先声明：int[] c2.根据{}中数组值的个数，开辟堆内存3.将{}中的数组值，依次按照顺序存入数组中
D：声明，创建，并赋值
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数值1,数值2,数值3,数值4.。。。}
*/

示例代码：

class Test3ArrayCreate 
{public static void main(String[] args) {//创建方式1：先声明，再创建int[] a = null;//引用类型默认赋值nulla = new int[5];//创建，有new表示开辟堆内存，创建数组了，才可以使用数组。//创建方式2：声明和创建写一起int[] b = new int[5];System.out.println(a);
​//创建方式3：声明，创建，赋值，写一起int[] c = {1,2,3,4,5};/*完成了几件事：1.先声明：int[] c2.根据{}中数组值的个数，开辟堆内存3.将{}中的数组值，依次按照顺序存入数组中*/System.out.println(c.length);for(int e :c){System.out.println(e);}
​//创建方式4：int[] d = new int[]{1,2,3,4,5};System.out.println(d.length);
​
​
​int[] e;e = new int[]{1,2,3,4,5};for(int i:e){System.out.println(i);}
​}
}
​

2.8、数组的地址转移

Java中的数据分为两大类：
基本类型：4类8种操作的都是数值本身
引用类型：数组操作的是地址
​
基本类型进行赋值：数值
引用类型进行赋值：地址

示例代码：

class Test4ArrayAddress 
{public static void main(String[] args) {/*数组：引用类型的数据数组名，存储是引用地址。*/
​int[] a = new int[3];System.out.println(a.length);//3System.out.println(a);//a数组的地址System.out.println(a[0]);//0
​a[0] = 1;a[1] = 2;a[2] = 3;
​int[] b = {4,5,6,7};System.out.println(b.length);//4System.out.println(b);//b的地址System.out.println(b[0]);//4
​int[] c = a;//将a的值赋值给c，就是将a存储的数组的地址赋值给c//a和c存储的地址相同，那么就指向了同一个数组System.out.println(c.length);//3System.out.println(c);//a的地址System.out.println(c[0]);//1
​c[0] = 100;System.out.println(a[0]);System.out.println(b[0]);System.out.println(c[0]);
​
​b = c;
​b[1] = 200;System.out.println(a[1]);//200System.out.println(b[1]);//200System.out.println(c[1]);//200
​System.out.println("Hello World!");}
}
​

内存分析：

三、数组在方法中的使用

3.1、数组作为参数

数组是引用类型：传递的是地址。就是参数也会指向这块内存。当方法结束的时候，参数就销毁了。

class Test5ArrayMethod 
{
​//设计一个方法，用于打印数组public static void printArray(int[] arr){//int[] arr = a;a的地址给了arr，那么arr和// a指向同一块内存的数组for(int e : arr){System.out.print(e +"\t");}System.out.println();}
​public static void main(String[] args) {
​int[] a = {1,2,3,4,5};
​//设计一个方法，用于打印数组printArray(a);//将a的地址，传递给arrSystem.out.println("Hello World!");}
}

内存分析：

3.2、数组作为返回值

示例代码：

//设计一个方法，用于创建一个数组， 并赋值。数组要返回给调用处public static int[] createArray(int len){int[] arr = new int[len];for(int i = 0;i <arr.length;i++){arr[i] = i * 2;}return arr;}

3.3、可变参数【扩展】

概念：一个方法可以接收的参数的数量不定(0-多个)，但是类型固定。
​
语法：数据类型 ... 参数名，可变参数在方法中当数组使用。
​
注意事项：1、如果参数列表中，除了可变参数还有其他的参数，可变参数要写在整个参数列表的最后。2、一个方法最多只能有一个可变参数。

示例代码：

class Test6Array 
{//求一组int类型的数据的和public static void getSum(int ... nums ){int sum = 0;for(int i = 0;i <nums.length;i++){sum += nums[i];}System.out.println("结果：" + sum);}
​public static void main(String[] args) {/*可变参数：同一种类型的参数，类型固定的，但是个数不固定。
​语法的支持：数据类型 ... 参数名
​可变参数，类型固定，个数可变。0-多个
​在方法中可变参数当数组使用*/
​getSum(1,2,3);getSum(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);System.out.println("Hello World!");}
}
​

四、数组的排序

排序：数组是存储一组数据，而且这些数据是有顺序的。但是数值本身可能是无序的。通过算法来实现给数组进行排序，升序(数值从小到大)，降序(数值从大到小)。

4.1 冒泡排序

冒泡排序：思路(升序)：比较相邻的两个数，较大的数据需要向后移动。长度减1。

1、冒泡排序：Bubble Sort
原理：比较相邻的两个数，将较大的数，向后移动。class Test7BubbleSort 
{public static void main(String[] args) {int[] arr = {15,23,8,10,7};​for(int i= 1; i<arr.length;i++){//控制轮数：//i=1,2,3,4/*i=1,  j<4i=2,  j<3i=3,  j<2*/for(int j = 0;j < arr.length - i;j++){if(arr[j] > arr[j+1]){//交换int temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}
​for(int i = 0;i<arr.length;i++){System.out.println(arr[i]);}
​}
}
​

选择排序：思路(升序)：每次找个基准值，定一个变量k表示比较小的值的下标。每轮比较完，都在基准值上放一个比较小数。

4.2 选择排序

示例代码：

package com.qf.array;
​
public class Test1SelectionSort {
​public static void main(String[] args) {/** 选择排序： 思路： 每一轮找个基准值：在基准值上放一个比较小的数。* * 定义一个变量k，用于标记比较小的数的下标*/int[] arr = { 15, 23, 8, 10, 7 };
​for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {// i = 0,1,2,3,表示轮数// 用于标记本轮中，要找的比较小的值。int k = i;
​// 依次比较arr[k]for (int j = k + 1; j < arr.length; j++) {// 比较arr[k]和arr[j],如果arr[k]值大于arr[j]的值，将j赋值给kif (arr[k] > arr[j]) {k = j;}}
​// 交换arr[i]和arr[k]// i = 0, 第一轮：arr[0],arr[k]// i = 1,第二轮， arr[1],arr[k]// i =2,第三轮，arr[2],arr[k]if (k != i) {int temp = arr[i];arr[i] = arr[k];arr[k] = temp;}}
​// 排序后，打印数组for (int e : arr) {System.out.println(e);}
​}
​
}
​

五、Arrays工具类

5.1、工具类：Arrays

JDK提供好的类：A：Scanner，读取键盘B：String，字符串C：Math，数学的D：Arrays，提供数组的常规操作的E：System，。。。

在Arrays类中，提供了很多关于数组常用的操作方法。

5.2、数组的复制

就是将一个数组的数据，复制到另一个数值中。

方法一：通过循环，依次复制，将原数组的数据，一个一个，复制到目标数组中
方法二：Arrays类里方法：copyOf(原数组，新数组的长度)-->返回值是新数组
方法三：System类里的方法：arraycopy(原数组，原数组位置，新数组，新数组位置，拷贝的个数)

示例代码：

package com.qf.array;
​
import java.util.Arrays;
​
public class Test3Copy {
​public static void main(String[] args) {int[] a = {1,2,3};int[] b = new int[10];//数组的拷贝：//方法一：自己通过循环依次复制，吭哧吭哧for(int i=0;i<a.length;i++){b[i] =a[i];}for(int e :b){System.out.println(e);}System.out.println("---------");//方法二：借助于Arrays类/** copyOf(int[] 原始数组，int 新数组的长度)* 返回值就是新的数组* */int[] c = Arrays.copyOf(a, 5);//int[] c = {1,2,3,0,0}for(int e:c){System.out.println(e);}System.out.println("--------");//方法三：借助于System类/** arraycopy(src, srcPos, dest, destPos, length)* 第一个参数：原始数组* 第二个参数：从原始数组的哪个下标开始复制* 第三个参数：目标数组* 第四个参数：目标数组从哪个下标开始贴* 第五个参数：拷贝几个数据*///int[] a = {1,2,3};int [] d = new int[10];System.arraycopy(a, 1, d, 5, 20);for(int e:d){System.out.print(e+"\t");}}
​
}
​

六、二维数组

​维度：dimension数组：存储相同类型的一组数据。一维数组：数组中存储的就是数据了。二维数组：存储的是一维数组。本质也叫数组的数组。也被称为矩阵：行和列的。多维数组。。。

示例代码：

package com.qf.array;
​
public class Test4TDArray {
​public static void main(String[] args) {//二维数组//一维数组int[] a = {1,2,3,4};int[][] b = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};System.out.println(b);//打印的是b这个二维数组的地址System.out.println(b.length);//3System.out.println(b[0]);//第一个一维数组的地址System.out.println(b[1]);System.out.println(b[2]);System.out.println(b[0][1]);//2System.out.println(b[1][2]);//6for(int i=0;i<b.length;i++){for(int j = 0;j<b[i].length;j++){System.out.print(b[i][j]+"\t");}System.out.println();}//遍历第三个一维数组
//    for(int j = 0;j<b[2].length;j++){
//      System.out.println(b[2][j]);
//    }System.out.println("------");//for(数据类型 变量名 :数组)for(int[] arr :b){for(int e :arr){System.out.print(e+"\t");}System.out.println();}}
​
}
​

示例代码：

package com.qf.array;
​
public class Test5TDArray {
​public static void main(String[] args) {//二维数组的创建语法//1.先声明，再创建int[][] a = new int[3][4];//二维，一维一起创建//2.先创建二维数组，后创建一维数组int[][] b= new int[3][];//只是创建了二维数组，但是一维还没有创建b[0] = new int[3];b[1] = new int[4];b[2] = new int[4];//3.声明，创建，赋值int[][] c = {{},{},{}};//4.int[][] d = new int[][]{{},{},{}};}
​
}
​

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