java入门四：数组

1、数组概述

数组是最简单的数据结构，是相同类型数据的有序集合
数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后次序排列组合而成的
数组中，每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问他们

2、数组的声明创建

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。语法如下：

dataType [] arrayRefVar; // 首选的方法
dataType arrayReVar[]; // 效果相同，但是不是首选的方法

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

dataType[] arraryRefVar = new dataType[arraySize];

数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始，可以通过array.length获得数组的长度

public class ArrayDemo01 {
     
    // 变量的类型 变量的名字 变量的值
    // 数组类型
    public static void main(String[] args) {
     
        int[] nums01; // 1.定义，声明了一个数组
        int nums02[]; //c和c++采用是这个，前期为了让c和c++的快速转换过来所以用的就是这个
        nums01 = new int[10]; // 这里面可以存放10个int类型的数字2. 创建一个数组
        int[] num03 = new int[12]; // 把声明和穿件写在一起
        //3. 给数组赋值
        nums01[0] = 1;
        nums01[1] = 2;
        nums01[2] = 3;
        nums01[3] = 4;
        nums01[4] = 5;
        nums01[5] = 6;
        nums01[6] = 7;
        nums01[7] = 8;
        nums01[8] = 9;
//      nums01[9] = 10; 不赋值就是默认的int类型，值为0
        System.out.println(nums01[0]);
        System.out.println(nums01[9]);
        // 计算所有的元素的和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < nums01.length; i++) {
     
            sum += nums01[i];
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

数组的四个基本特点
①其长度确定的，数组一旦被创建了，他的大小就是不可以改变的
②其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型
③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
④数组变量属于引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中的。

2.1数组的三种初始化状态

①静态初始化

int[] a = {
     1,2,3};
Man[] mans = {
     new Man(1,1),new Man(2,2)};

②动态初始化

int[] a = new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;

③数组的默认初始化
数组是引用数据类型，它的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐私初始化

public class ArrayDemo02 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        //静态初始化:创建+赋值
        int[] a = {
     1,2,3,4,5,6};
        Man[] mans = {
     new Man(),new Man()};
        System.out.println(a[0]);
        // 动态初始化,开辟好空间了，默认值为0,包含默认初始化
        int[] b = new int[10];
        b[0] = 10;
    }
}

3、数组使用

for-each循环、数组作方法入参、数组作返回值

public class ArrayDemo04 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        int[] arrays = {
     1,2,3,4,5};
        // JDK1.5以上的版本，没有下标，增强for循环，把数组的每一个元素赋给前面的变量
        for (int array : arrays) {
     
            System.out.println(array);
        }
        printArray(arrays);
        int[] res = reverse(arrays);
        for (int re : res) {
     
            System.out.println(re);
        }
//        System.out.println(res);
    }

    // 打印数组元素
    public static void printArray(int[] arrays){
     
        for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
     
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
    }
    // 反转数组
    public static int[] reverse(int[] arrays){
     
        int[] result = new int[arrays.length];
        // 反转操作
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
     
            result[i] = arrays[arrays.length-i-1];
        }
        return result;
    }
    // 反转数组
    public static int[] reverseDemo02(int[] arrays){
     
        int[] result = new int[arrays.length];
        for (int i = 0,j=arrays.length-1; i < arrays.length; i++,j--) {
     
            result[i] = arrays[j];
        }
        return result;
        }

}

4、多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组。
二维数组

// 2行5列的数组
int a[][] = new int[2][5];

public class ArrayDemo05 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        /*
        * 1,2 arrays[0]
        * 2,3 arrays[1]
        * 3,4 arrays[2]
        * 4,5 arrays[3]
        * */
        int[][] arrays = {
     {
     1,2},{
     2,3},{
     3,4},{
     4,5}};
        System.out.println(arrays[0]); // [I@6e0be858
        printArray(arrays[0]);
        System.out.println(arrays[0][0]); // 1
        System.out.println(arrays[0][1]); // 2
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
     
            for (int j = 0; j <arrays[i].length ; j++) {
     
                System.out.println(arrays[i][j]);
            }
        }
    }
    public static void printArray(int[] arrays){
     
        for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
     
            System.out.print(arrays[i]+" ");
        }
    }
}

5、Arrays类

①数组的工具类java.util.Arrays
②由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用，但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本的操作
③Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用的时候可以直接使用类名进行调用，而不用（不是不能）使用对象来调用

5.1Arrays类的常用功能

①给数组赋值：通过fill方法
②对数组排序：通过sort方法，按照升序排列
③比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等
④查找数组元素：通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

public class ArrayDemo06 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        int[] a = {
     1,5,32,23,23,22,2};
        System.out.println(a); // 这是对象的一个hashcode：[I@6e0be858
        // 打印所有的数组元素Arrays.toString
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.sort(a); // 对数组进行升序排序，越来越大
        System.out.println(Arrays.toString(a));
//        printArray(a);
        Arrays.fill(a,0,1,0); // 数组的填充，左闭右开的区间
        System.out.println(Arrays.toString(a));
    }
    public static void printArray(int[] a){
     
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
     
            if(i==0){
     
                System.out.print("["+a[i]+", ");
            }else if(i==a.length-1){
     
                System.out.print(a[i]+"]");
            }else{
     
                System.out.print(a[i]+", ");}
        }
    }
}

5.1冒泡排序

冒泡排序是最出名的排序算法之一，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较，时间复杂度为O(n2)，总共有八大排序

import java.util.Arrays;

public class ArrayDemo07 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        int[] a = {
     1,3,8,5,9,3,7,8,9,4};
        int[] x = sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(x));

    }
    // 冒泡排序
    //1 比较数组中，两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就试着交换他们的位置
    //2 每一次比较，都会产生一个最大或者最小值
    //3 下一轮可以少一次排序
    //4 依次循环，直到结束
    public static int[] sort(int[] array){
     
        int temp = 0;
        //外层循环，判断我们这个要走多少次
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
     
            // 内存循环，比较判断两个数，比第二个数大就交换位置
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
     
                if(array[j+1]<array[j]){
     
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }
}

6、Java内存分析