Java编程基础——数组和二维数组
摘要：本文主要对数组和二维数组进行简要介绍。
数组
定义
数组可以理解成保存一组数的容器，而变量可以理解为保存一个数的容器。
数组是一种引用类型，用于保存一组相同类型的数据。
数组定义的类型可以为任意类型，意思是我们可以定义int类型的数组，也可以定义String类型的数组，或其他任何类型的数组。
数组实际在内存的存储和基本类型不同，实际上是在堆中申请空间保存一组数，栈中只是有一个地址的引用。
声明数组
语法：
类型[] 数组名;
类型 数组名[];
举例：
int[] sum;
int color[];
说明：
此时只是声明了一个数组变量，并没有在内存中开辟空间。
开辟空间
语法：
数组名 = new 类型[长度];
举例：
sum = new int[5];
说明：
数组开辟空间时，必须要设置开辟的空间长度。
这时会根据类型对数组里的数据设置默认值。
数组赋值
语法：
数组名[下标] = 值;
举例：
sum[0] = 10;
说明：
在对数组进行赋值时，注意下标不要超过数组的长度范围，否则会产生错误。
使用数组
语法：
数组名[下标]
举例：
System.out.println(sum[0]);
说明：
同样需要注意下标不要超过数组的长度范围。
其他赋值方式
除了上面通过下标赋值，还可以在声明时开辟空间并赋值，或者在开辟空间时赋值。
语法：
数组名 = new 类型[]{值, 值};
类型[] 数组名 = {值, 值};
举例：
int[] sum = {1, 2};
sum = new int[]{1, 2, 3};
说明：
这两种方式都需要在确定数组大小和值的内容的时候使用。
在开辟空间时赋值，不需要在中括号里面填写数组长度。
注意
数组不赋值也有默认值。
数组中每个元素的赋值和访问都是通过“数组名[下标]”实现的，不能直接使用数组名。
“数组名.length”代表的是数组的长度，经常用在循环中，提高代码的维护性。
数组的下标从 0 ~ 数组名.length - 1 ，如果不是这个范围，会导致一个数组下标越界的异常：ArrayIndexOutOfBoundsException。
数组没有开辟空间，直接使用，会导致一个空指针异常：NullPointerException。
进阶使用
数组的复制
◆ 引用类型的赋值：复制的是一个地址号，二者共同引用一个地址，其中一个对数组做了更改，都会影响另一个。
◆ 基本类型的赋值：复制的是数值内容，实际上是一个备份，其中一个对它更改，不会影响另一个。
复制引用地址：
复制的是一个地址号，二者共同引用一个地址，其中一个对数组做了更改，都会影响另一个。
int[] a1 = {1, 2, 3};
int[] a2;
a2 = a1;
System.out.println(a2[0]);
a1[0] = 100;
System.out.println(a2[0]);
结果：
1
100
复制数组数据：
int[] a1={1, 7, 8};
int[] a2 = new int[a1.length];
for (int i = 0; i < a1.length; i++) {
a2[i] = a1[i];
}
System.out.println(a2[0]);
a2[1]=100;
System.out.println(a2[0]);
结果：
1
1
数组的排序
int[] nums = {1, 9, 3, 5, 2, 8, 4};
for(int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {// 控制轮数
for(int j = 0; j < nums.length - 1 - i; j++) {
if (nums[j] < nums[j + 1]) {// 交换
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = temp;
}
}
}
数组的倒置
int[] nums = {1, 9, 3, 5, 2, 8, 4};
for(int i = 0; i < nums.length / 2; i++) {
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[nums.length - 1 - i];
nums[nums.length - 1 - i] = temp;
}
工具类
排序： Arrays.sort(nums);
填充： Arrays.fill(nums, 1);
转成字符串以便打印： Arrays.toString(nums);
比较： Arrays.equals(a1, a2);
二维数组
定义
二维数组可以看做是一个数组，里面存放的元素是一维数组。
声明数组
int[][] nums;
int nums[][];
int[] nums[];
开辟空间
nums = new int[3][];// 行固定，列不固定。
nums = new int[3][2];// 行固定，列固定。
数组赋值
动态初始化，使用时赋值，需要指明行和列：
nums[0][1] = 1;
静态初始化，声明时赋值，不必也不能指明行和列，否则会提示错误：
int[][] nums = new int[][]{{1}, {9, 3, 5, 2}, {7, 6}};
int[][] nums = {{1}, {9, 3, 5, 2}, {7, 6}};
注意
如果在动态初始化时明确了二维数组的行数和列数，那么一维数组的长度就是固定的列数。
如果在动态初始化时仅仅明确了行数，或者通过静态初始化赋值，那么一维数组可以有不同的长度。
数组排序
冒泡排序
思路
属于交换排序。
从第一个元素开始，比较两个相邻的元素，如果两个元素位置不正确，则进行交换，否则继续比较下面相邻的两个元素。
代码
public void test() {
int[] arr = new int[]{, , , , };
int len = arr.length;
for (int i = ; i < len - ; i++) {
for (int j = ; j < len - i - ; j++) {
if (arr[j] > arr[j + ]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + ];
arr[j + ] = temp;
}
}
}
for (int i = ; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
快速排序
思路
属于交换排序。
任取序列的某个元素作为界点，将序列分为两个子序列，左子序列的元素小于界点，右子序列的元素大于界点，然后递归每个子序列，直到每个子序列只有一个元素。
代码
public void test() {
int[] arr = new int[]{, , , , , , };
sort(, arr.length - , arr);
for (int i = ; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
public void sort(int left, int right, int[] arr){
int l = left;
int r = right;
int pivot = arr[(left + right)/];//找中间值
int temp = ;
while(l < r){
while(arr[l] < pivot) l++;
while(arr[r] > pivot) r--;
if(l >= r) break;
temp = arr[l];
arr[l] = arr[r];
arr[r] = temp;
if(arr[l] == pivot) --r;
if(arr[r] == pivot) ++l;
}
if(l == r){
l++;
r--;
}
if(left < r) sort(left, r, arr);
if(right > l) sort(l, right, arr);
}
直接选择排序
思路
属于选择排序。
每次都选取最小值放在起始位上，一共通过n-1次。
代码
public void test() {
int[] arr = new int[]{, , , , , , };
for (int i = ; i < arr.length - ; i++) {
int index = i;
for (int j = i + ; j < arr.length; j++) {
if (arr[index] > arr[j]) {
index = j;
}
}
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[index];
arr[index] = temp;
}
for (int i = ; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}