【04】数组

1.1数组的定义

         概念：同一种类型数据的集合，其实数组就是一个容器。

         数组的好处：可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这些元素。

         格式1：

                   元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度];

         实例：int[] arr= new int [5];

        

         格式2：

                   元素类型[] 数组名 = new 元素类型[] {元素，元素，……};

                   int[]arr = new int[]{3,5,1,7};

                   int[]arr = {3,5,1,7};

 

1.2数组出现的异常：

ArrayIndexOutofBoundsException:角标越界，操作数组时，访问到了数组中不存在的角标。

         NullpointerException: 空指针异常，当引用没有任何指向值为null的情况，该引用还在用于操作实体。

 

public static void array(String[] args)
{
//数组的操作：
//获取数组中的元素，通常会用到遍历

//int[] arr = new int[3];
int[] arr ={3,4,6,5,7,8,3,2,5};

//数组中有一个属性可以直接获取到数组元素个数。length
//使用方式：数组名称.length=

System.out.println("length:"+arr.length);

//int sum = 0;
for(int x=0; x<arr.length; x++)
{
//sum+= arr[x];
System.out.println("arr["+x+"]"+arr.[x]+";");
}
}

 

1.3 练习一：定义功能，用于打印数组中的元素，元素间用逗号隔开

  

 

public static void array(String[] args)
{
int[] arr = {3,5,4,3,5,3,2,1,5}
printArray(arr);
System.out.println(arr);//输出结果是arr数组在内存中的Hash地址
}

public static void printArray(int[] arr)
{
for(int x=0; x<arr.length; x++)
{
if(x!=arr.length-1)
System.out.print(arr[x]+",");
System.out.print(arr[x]);
}
}

 

 1.4  练习二：获取数组中的最大值。

 

/*

思路：
1.获取最值需要进行比较，每次比较都会有一个较大的值。因为该值不确定。通过一个变量进行临储。
2.让数组中的每一元素都和每个变量中的值进行比较。如果大于了变量中的值，就用该变量记录较大值。
3.当所有的元素都比较完成，那么该变量中存储的就是数组中的最大值了。

步骤：
1.定义变量。初始化为数组中任意一个元素即可
2.通过循环语句对数组进行遍历。
3.在变量过程中定义判断条件，如果遍历到的元素比变量中的元素打，就赋值给该变量；

需要定义一个功能来完成，以便提高复用性。
1.明确结果：数组中的最大元素int
2.未知内容：一个数组int[]
*/

class DemoArray
{
public static void main(String[] args)
{
int[] arr = {6,4,5,6,3,2,6};
getMax_2(arr);

//boolean[] ar = new boolean[3];
//System.out.println(ar[1]);
//输出结果为：false，说明数组的默认boolean类型的值为false
}

public static int getMax(int[] arr)
{
int max=arr[0];

for(int x=1; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]>max)
max= arr[x];
return max;
}
}

/*
获取最大值的另一种方式。
可不可以将临时变量初始化为0呢？可以，这种方式，其实是在初始化为数组中任意一个角标
*/
public static void getMax_2(int[] arr)
{
int max=0;

for(intx=0; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]>arr[max])
arr[max]= arr[x];
}
System.out.println(arr[max]);
}
//或者第二种角标方式的另一种写法
public static int getMax_3(int[] arr)
{
int max=0;

for(intx=0; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]>arr[max])
max= x;
}
return max;
}

//同样方法可以获取最小值

//获取double类型数组的最大值，因为功能一致，所以定义相同函数名称，以重载形式存在。
/*
public static double getMax_4(double[] arr)
{

}
*/

}

1.5 数组排序：

         选择排序

         冒泡排序

         希尔排序：运算速度最快，三层循环，并加上位运算

练习三

classArraySort
{
public static void main(String[] args)
{
int[]arr = {6,4,5,9,3,2,11};
bubbleSort(arr);
}

//选择排序
public static void selectSort(int[] arr)
{
for(int x=0; x<arr.length-1; x++)
{
for(int y=x+1; y<arr.length; y++)
{
if(arr[x]>arr[y])
{
inttemp = arr[x];
arr[x]= arr[y];
arr[y]= temp;
}
}
}
for(int s : arr )
{
System.out.print(s+"");
}
}

//冒泡排序：相邻的两个元素进行比较，如果符合条件就调换位置
public static void bubbleSort(int[] arr)
{
for(int x=0; x<arr.length; x++)//for(int x=arr.length-1; x>0; x--)
{                                                                ////后的比//前的效率高些
for(int y=0; y<arr.length-1; y++)//for(int y=0; y<x; y++)
//arr.length-1是为了防止角标越界错误(ArrayIndexOutOfBoundsException)
//同时让每次比较的元素减少
{
if(arr[y]>arr[y+1])
{
inttemp = arr[y];
arr[y]= arr[y+1];
arr[y+1] = temp;
}
}
}
for(int s : arr )
{
System.out.print(s+"");
}
}

//java函数中已经有写好的方法，可以导入相应包后，直接调用即可
//import java.util.*
//Arrays.sort(arr)
}

选择排序图解：

冒泡排序图解：

1.6 数组的查找操作

   

练习四      

class ArrayTest
{
public static void main(String[] args)
{
int[]arr = {6,4,5,9,3,2,11};
selectSort(arr);
System.out.println("\r\narr["+getIndex(arr,7)+"]");

}

//定义功能，获取key第一次出现在数组中的位置，如果返回是-1，那么代表该key在数组中不存在
//普通查找方法
public static int getIndex(int[] arr,int key)
{
for(int x=0; x<arr.length; x++)
{
if(key==arr[x])
return x;
}
return -1;
}

/*
折半查找,比普通查找效率更高,但是必须要保证该数组是有序数组
min=0;
max=arr.length-1;
mid=(max-min)/2;
*/

//折半的第一种方法
public static int halfSearch(int[] arr,int key)
{
int min = 0;
int max = arr.length-1;
int mid = (max+min)/2;

while(key!=arr[mid])
{
if(arr[mid]>key)
max= mid - 1;
else if(arr[mid]<key)
min= mid + 1;
if(min>max)
return -1;
mid= (max+min)/2;
}
return mid;
}

//折半的第二种方法
public static int halfSearch_2(int[] arr,int key)
{
int min=0,max=arr.length-1,mid;

while(min<=max)
{
mid= (max+min)>>1;//位运算>>相当于除以2的倍数,<<相当于乘以2的倍数

if(key>arr[mid])
min= mid + 1;
else if(key<arr[mid])
max= mid - 1;
else
return mid;
}
return -1;
}

//自己想的一种折半查找法，主要是减少变量
public static int halfSearch_2(int[] arr,int key)
{
int x = arr.length/2;
while(key!=arr[x])
{
if(key>arr[x])
x= arr.length+(arr.length + x)/2;
else
x= (x + arr[0])/2;
}
return x;
}

//选择排序
public static void selectSort(int[] arr)
{
for(int x=0; x<arr.length-1; x++)
{
for(int y=x+1; y<arr.length; y++)
{
if(arr[x]>arr[y])
{
inttemp = arr[x];
arr[x]= arr[y];
arr[y]= temp;
}
}
}
for(int s : arr )
{
System.out.print(s+"");
}
}

}

 

1.7 练习五：一个有序的数组，想要将一个元素插入到该数组中，还要保证该数组是有序的

class ArrayTest4
{
public static void main(String[] args)
{
int[]arr = {6,4,5,9,3,2,11};
selectSort(arr);
//System.out.println("\r\narr["+getIndex(arr,7)+"]");
}

/*
利用折半查找,把一个值插入到一个有序的数组中
*/
public static int halfSearch(int[] arr,int key)
{
int min = 0;
int max = arr.length-1;
int mid = (max+min)/2;

while(key!=arr[mid])
{
if(arr[mid]>key)
max= mid - 1;
else if(arr[mid]<key)
min= mid + 1;
if(min>max)
return-1;
mid= (max+min)/2;
}
return min;
}

 

 

 

1.8  进制转换

练习六

class ArrayTest5
{
public static void main(String[] args)
{
toBin(6);
toHex(60);
}

//十进制转换成二进制
public static void toBin(int num)
{
StringBuffersb = new StringBuffer();
while(num>0)
{
sb.append(num% 2);
num= num / 2;
}
System.out.println(sb.reverse());
}

public static void toHex(int num)
{
String Buffersb = new StringBuffer();
for(int x=0; x<8; x++)//循环8次时因为一个数字是由8组二进制数组成，所以只用循环8次就可以了
{
inttemp = num & 15;
if(temp>9)
sb.append((char)(temp-10+'A'));
else
sb.append(temp);
num= num >>>4;
}
System.out.println(sb.reverse());
}

}

 
 练习七：二 ，八，十，十六 进制间转换

/*
01 2 3 4 5 6 7 8 9 A  B  C  D  E  F  ==十六进制中的元素。
01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

查表法：将所有的元素临时存储起来。建立对应关系。
每一次&15后的值作为索引去查建立好的表。就可以找对应的元素。
这样比 -10+'a'简单的多。

这个表怎么建立呢？
可以通过数据的形式来定义。

发现终于出结果了。但是是反着的。想要正过来呢？可以通过StringBuffer reverse功能来完成。
但是这个工具还没有学习。

所以可以使用已经学习过的容器：数组来完成存储。；

*/

class ArrayTest7
{
public static void main(String[] args)
{
//toBin(-6);
//toHex(-60);
//toBa(60);

//               System.out.println(Integer.toBinaryString(6));
//               System.out.println(Integer.toHexString(6));
}

/*
十进制-->二进制
*/
public static void toBin(int num)
{
trans(num,1,1);
}

/*
十进制-->八进制
*/
public static void toBa(int num)
{
trans(num,7,3);
}
/*
十进制-->十六进制
*/
public static void toHex(int num)
{
trans(num,15,4);
}

public static void trans(int num,int base,int offset)
{

if(num==0)
{
System.out.println(0);
return;
}
char[]chs = {'0','1','2','3'
,'4','5','6','7'
,'8','9','A','B'
,'C','D','E','F'};
char[]arr = new char[32];

int pos = arr.length;

while(num!=0)
{
inttemp = num & base;
arr[--pos]= chs[temp];
num= num >>> offset;
}

for(intx=pos; x<arr.length; x++)
{
System.out.print(arr[x]);
}

return;
}
}

1.9  二维数组：

练习八

classArray2Demo
{
public static void main(String[] args)
{
//               int[] arr = new int[3];//一维数组。

//int[][] arr = new int[3][4];//定义了名称为arr的二维数组。二维数组中有3个一维数组。
//每一个一维数组中有四个元素。

//System.out.println(arr[0][1]);

/*
int[][] arr  = new int[3][];

arr[0]= new int[3];
arr[1]= new int[1];
arr[2]= new int[2];

System.out.println(arr.length);//打印的是二维数组的长度 3；
System.out.println(arr[0].length);//打印二维数组中第一个一维数组长度
*/

int[][] arr = {{3,5,1,7},{2,3,5,8},{6,1,8,2}};//生成一个二维数组

int sum = 0;
for(intx=0; x<arr.length;x++)//外循环
{
for(int y=0; y<arr[x].length; y++)//遍历一位数组中的每一个元素
{
sum= sum + arr[x][y];
}
}

System.out.println("sum="+sum);
}
}