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第6章数组、排序和查找

作者:互联网

1.为什么需要数组

一个养鸡场有 6 只鸡,它们的体重分别是 3kg,5kg,1kg,3.4kg,2kg,50kg 。请问这六只鸡的总体重是多少?平均体重是多少? 请你编一个程序。 Array01.java

思路:

定义 6 个变量 , 加起来 总体重, 求出平均体重.引出 -> 数组


//数组的引出
//
public class Array01 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		它们的体重分别是3kg,5kg,1kg,3.4kg,2kg,50kg 。
		请问这六只鸡的总体重是多少?平均体重是多少?

		思路分析
		1. 定义六个变量 double , 求和 得到总体重
		2. 平均体重 = 总体重 / 6
		3. 分析传统实现的方式问题. 6->600->566
		4. 引出新的技术 -> 使用数组来解决.
		 */
		
		// double hen1 = 3;
		// double hen2 = 5;
		// double hen3 = 1;
		// double hen4 = 3.4;
		// double hen5 = 2;
		// double hen6 = 50;

		// double totalWeight = hen1 + hen2 + hen3 + hen4 + hen5 + hen6;
		
		// double avgWeight = totalWeight / 6;
		// System.out.println("总体重=" + totalWeight 
		// 	+ "平均体重=" + avgWeight);

		//比如,我们可以用数组来解决上一个问题 => 体验
		//
		//定义一个数组
		//
		//1. double[] 表示 是double类型的数组, 数组名 hens
		//2. {3, 5, 1, 3.4, 2, 50} 表示数组的值/元素,依次表示数组的
		//   第几个元素
		//   
		double[] hens = {3, 5, 1, 3.4, 2, 50, 7.8, 88.8,1.1,5.6,100};

		//遍历数组得到数组的所有元素的和, 使用for
		//老韩解读
		//1. 我们可以通过 hens[下标] 来访问数组的元素
		//   下标是从 0 开始编号的比如第一个元素就是 hens[0]
		//   第2个元素就是 hens[1]  , 依次类推 
		//2. 通过for就可以循环的访问 数组的元素/值
		//3. 使用一个变量 totalWeight 将各个元素累积
		System.out.println("===使用数组解决===");
		//老师提示: 可以通过 数组名.length 得到数组的大小/长度
		//System.out.println("数组的长度=" + hens.length);
		double totalWeight = 0;
		for( int i = 0; i < hens.length; i++) {
			//System.out.println("第" + (i+1) + "个元素的值=" + hens[i]);
			totalWeight += hens[i];
		}

		System.out.println("总体重=" + totalWeight 
		 	+ "平均体重=" + (totalWeight / hens.length) );


		
	}
}

1.1 数组介绍

数组可以存放多个同一类型的数据。数组也是一种数据类型,是引用类型

即:数(数据)组(一组)就是一组数据

2.数组的使用

1662900953143

先声明数组

语法:数据类型 数组名[]; 也可以 数据类型[] 数组名;

int a[]; 或者 int[] a;

创建数组

语法: 数组名=new 数据类型[大小];

a=new int[10];

静态初始化

1662901097692

import java.util.Scanner;
public class Array02 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		//演示 数据类型 数组名[]=new 数据类型[大小]
		//循环输入5个成绩,保存到double数组,并输出
		
		//步骤
		//1. 创建一个 double 数组,大小 5
		
		//(1) 第一种动态分配方式
		//double scores[] = new double[5];
		//(2) 第2种动态分配方式, 先声明数组,再 new 分配空间
		double scores[] ; //声明数组, 这时 scores 是 null
		scores = new double[5]; // 分配内存空间,可以存放数据
		

		//2. 循环输入
		//   scores.length 表示数组的大小/长度
		//   
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
		for( int i = 0; i < scores.length; i++) {
			System.out.println("请输入第"+ (i+1) +"个元素的值");
			scores[i] = myScanner.nextDouble();
		}

		//输出,遍历数组
		System.out.println("==数组的元素/值的情况如下:===");
		for( int i = 0; i < scores.length; i++) {
			System.out.println("第"+ (i+1) +"个元素的值=" + scores[i]);
		}
	}
}

3.数组使用注意事项和细节

  1. 数组是多个相同类型数据的组合,实现对这些数据的统一管理

  2. 数组中的元素可以是任何数据类型,包括基本类型和引用类型,但是不能混用。

  3. 数组创建后,如果没有赋值,有默认值

int 0,short 0, byte 0, long 0, float 0.0,double 0.0,char \u0000,boolean false,String null

  1. 使用数组的步骤 1. 声明数组并开辟空间 2 给数组各个元素赋值 3 使用数组

  2. 数组的下标是从 0 开始的

  3. 数组下标必须在指定范围内使用,否则报:下标越界异常,比如 int [] arr=new int[5]; 则有效下标为 0-4

  4. 数组属引用类型,数组型数据是对象(object)


public class ArrayDetail { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		//1. 数组是多个相同类型数据的组合,实现对这些数据的统一管理
		
		//int[] arr1 = {1, 2, 3, 60,"hello"};//String ->int
		double[] arr2 = {1.1, 2.2, 3.3, 60.6, 100};//int ->double

		//2. 数组中的元素可以是任何数据类型,包括基本类型和引用类型,但是不能混用
		String[] arr3 = {"北京","jack","milan"};

		//3. 数组创建后,如果没有赋值,有默认值
		//int 	0,short 0, byte 0, long 0, 
		//float 0.0,double 0.0,char \u0000,
		//boolean false,String null
		//
		short[] arr4 = new short[3];
		System.out.println("=====数组arr4=====");
		for(int i = 0; i < arr4.length; i++) {
			System.out.println(arr4[i]);
		}

		//6. 数组下标必须在指定范围内使用,否则报:下标越界异常,比如 
		//int [] arr=new int[5]; 则有效下标为 0-4 
		//即数组的下标/索引 最小 0 最大 数组长度-1(4)
		int [] arr = new int[5];
		//System.out.println(arr[5]);//数组越界

	}
}

4.数组赋值机制(重点)

  1. 基本数据类型赋值,这个值就是具体的数据,而且相互不影响。

int n1 = 2; int n2 = n1;

  1. 数组在默认情况下是引用传递,赋的值是地址。

看一个案例,并分析数组赋值的内存图(重点, 难点. )。

//代码 ArrayAssign.java

int[] arr1 = {1,2,3};

int[] arr2 = arr1;

重难点(图解)

1662902039220

5.数组拷贝

public class ArrayCopy { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//将 int[] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2数组, 
		//要求数据空间是独立的.
		
		int[] arr1 = {10,20,30};
		
		//创建一个新的数组arr2,开辟新的数据空间
		//大小 arr1.length;
		int[] arr2 = new int[arr1.length];

		//遍历 arr1 ,把每个元素拷贝到arr2对应的元素位置
		for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			arr2[i] = arr1[i];
		}

		//老师修改 arr2, 不会对arr1有影响.
		arr2[0] = 100;

		//输出arr1 
		System.out.println("====arr1的元素====");
		for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			System.out.println(arr1[i]);//10,20,30
		}

		//
		System.out.println("====arr2的元素====");
		for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
			System.out.println(arr2[i]);//
		}

	}
}

6.数组反转


public class ArrayReverse { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//定义数组
		int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
		//老韩思路
		//规律
		//1. 把 arr[0] 和 arr[5] 进行交换 {66,22,33,44,55,11}
		//2. 把 arr[1] 和 arr[4] 进行交换 {66,55,33,44,22,11}
		//3. 把 arr[2] 和 arr[3] 进行交换 {66,55,44,33,22,11}
		//4. 一共要交换 3 次 = arr.length / 2
		//5. 每次交换时,对应的下标 是 arr[i] 和 arr[arr.length - 1 -i]
		//代码
		//优化
		int temp = 0;
		int len = arr.length; //计算数组的长度
		for( int i = 0; i < len / 2; i++) {
			temp = arr[len - 1 - i];//保存
			arr[len - 1 - i] = arr[i];
			arr[i] = temp; 
		}

		System.out.println("===翻转后数组===");
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "\t");//66,55,44,33,22,11
		}
	}
}

使用逆序赋值方式


public class ArrayReverse02 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//定义数组
		int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
		//使用逆序赋值方式 
		//老韩思路
		//1. 先创建一个新的数组 arr2 ,大小 arr.length
		//2. 逆序遍历 arr ,将 每个元素拷贝到 arr2的元素中(顺序拷贝)
		//3. 建议增加一个循环变量 j -> 0 -> 5
		int[] arr2 = new int[arr.length];
		//逆序遍历 arr
		for(int i = arr.length - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
			arr2[j] = arr[i];
		}
		//4. 当for循环结束,arr2就是一个逆序的数组 {66, 55, 44,33, 22, 11} 
		//5. 让 arr 指向 arr2数据空间, 此时 arr原来的数据空间就没有变量引用
		//   会被当做垃圾,销毁
		arr = arr2;
		System.out.println("====arr的元素情况=====");
		//6. 输出 arr 看看
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "\t");
		}

	}
}

7.排序、查找

参考,分类是数据结构

半路_出家ren - 博客园 (cnblogs.com)

8.多维数组-二维数组

多维数组我们只介绍二维数组。

二维数组的应用场景

比如我们开发一个五子棋游戏,棋盘就是需要二维数组来表示。如图:

1662903650884

9.二维数组的使用

1662903680675


public class TwoDimensionalArray01 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		/*
		请用二维数组输出如下图形
			0 0 0 0 0 0
			0 0 1 0 0 0	
			0 2 0 3 0 0
			0 0 0 0 0 0
		 */
		
		//什么是二维数组: 
		//老韩解读
		//1. 从定义形式上看 int[][]
		//2. 可以这样理解,原来的一维数组的每个元素是一维数组, 就构成二维数组
		int[][] arr = { {0, 0, 0, 0, 0, 0},
						{0, 0, 1, 0, 0, 0}, 
						{0,2,  0, 3, 0, 0}, 
						{0, 0, 0, 0, 0, 0} };

		//关于二维数组的关键概念
		//(1)
		System.out.println("二维数组的元素个数=" + arr.length);//4
		//(2) 二维数组的每个元素是一维数组, 所以如果需要得到每个一维数组的值
		//    还需要再次遍历
		//(3) 如果我们要访问第 (i+1)个一维数组的第j+1个值 arr[i][j];
		//    举例 访问 3, =》 他是第3个一维数组的第4个值 arr[2][3]
		System.out.println("第3个一维数组的第4个值=" + arr[2][3]); //3


		//输出二维图形
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历二维数组的每个元素
			//遍历二维数组的每个元素(数组)
			//老韩解读
			//1. arr[i] 表示 二维数组的第i+1个元素 比如arr[0]:二维数组的第一个元素
			//2. arr[i].length 得到 对应的 每个一维数组的长度 
			for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
				System.out.print(arr[i][j] + " "); //输出了一维数组
			}
			System.out.println();//换行
		}
	}
}

9.1 使用方式 1: 动态初始化

  1. 语法: 类型[][] 数组名=new 类型[大小][大小]

  2. 比如: int a[][]=new int[2][3]

  3. 二维数组在内存的存在形式(!!画图)

1662904345352

9.2 使用方式 2: 动态初始化

先声明:类型 数组名[][];

再定义(开辟空间) 数组名 = new 类型[大小][大小]

赋值(有默认值,比如 int 类型的就是 0)

9.3 使用方式 3: 动态初始化-列数不确定

1662904859511


public class TwoDimensionalArray03 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		/*
		看一个需求:动态创建下面二维数组,并输出
		
		 i = 0:	1		
		 i = 1:	2	2	
		 i = 2:	3	3	3

		 一共有三个一维数组, 每个一维数组的元素是不一样的
		 */
		
		//创建 二维数组,一个有3个一维数组,但是每个一维数组还没有开数据空间
		int[][] arr = new int[3][]; 
		
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历arr每个一维数组
			//给每个一维数组开空间 new
			//如果没有给一维数组 new ,那么 arr[i]就是null
			arr[i] = new int[i + 1]; 

			//遍历一维数组,并给一维数组的每个元素赋值
			for(int j = 0;  j < arr[i].length; j++) {
				arr[i][j] = i + 1;//赋值
			}

		}

		System.out.println("=====arr元素=====");
		//遍历arr输出
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			//输出arr的每个一维数组
			for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
				System.out.print(arr[i][j] + " ");
			}
			System.out.println();//换行
		}
		

	}
}

9.4 使用方式 4: 静态初始化

定义 类型 数组名[][] = {{值 1,值 2..},{值 1,值 2..},{值 1,值 2..}}

使用即可 [ 固定方式访问 ]

比如:

int[][] arr = {{1,1,1}, {8,8,9}, {100}};

解读

  1. 定义了一个二维数组 arr

  2. arr 有三个元素(每个元素都是一维数组)

  3. 第一个一维数组有 3 个元素 , 第二个一维数组有 3 个元素,第三个一维数组有 1 个元素

10.杨辉三角

规律
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的值. arr[i][j]
arr[i][j] = arr[i-1][j] + arr[i-1][j-1]; //必须找到这个规律


public class YangHui { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角
		1
		1 1
		1 2 1
		1 3 3  1
		1 4 6  4  1
		1 5 10 10 5 1

		规律
		 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的值. arr[i][j] 
		  arr[i][j]  =  arr[i-1][j] + arr[i-1][j-1]; //必须找到这个规律

		 */
		int[][] yangHui = new int[12][];
		for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {//遍历yangHui的每个元素

			//给每个一维数组(行) 开空间
			yangHui[i] = new int[i+1];
			//给每个一维数组(行) 赋值
			for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++){
				//每一行的第一个元素和最后一个元素都是1
				if(j == 0 || j == yangHui[i].length - 1) {
					yangHui[i][j] = 1;
				} else {//中间的元素
					yangHui[i][j]  =  yangHui[i-1][j] + yangHui[i-1][j-1];
				}
			}
		}
		//输出杨辉三角
		for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
			for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {//遍历输出该行
				System.out.print(yangHui[i][j] + "\t");
			}
			System.out.println();//换行.
		}
		
	}
}

11.二维数组使用细节和注意事项

  1. 一维数组的声明方式有:

int[] x 或者 int x[]

  1. 二维数组的声明方式有:

int[][] y 或者 int[] y[] 或者 int y[][] [][]

  1. 二维数组实际上是由多个一维数组组成的,它的各个一维数组的长度可以相同,也可以不相同。比如: map[][] 是 一个二维数组 int map [][] = {{1,2},{3,4,5}}

由 map[0] 是一个含有两个元素的一维数组 ,map[1] 是一个含有三个元素的一维数组构成,我们也称为列数不等 的二维数组.

标签:arr,int,元素,System,length,查找,数组,排序
来源: https://www.cnblogs.com/y-tao/p/16684998.html