Java基礎之數組詳解

前言

我們瞭解數組這個概念之前,我們先思考下面幾個問題。

如果我們需要兩個數據,那麼直接創建兩個變量即可

int a;
int b;

如果需要五個數據,那麼可以創建五個變量

int a;
int b;
int c;
int d;
int f;

但如果我們需要100個甚至是1萬個數據,那麼我們創一萬個變量?顯然這是不現實的。這個時候就需要我們的數組來起作用!幫我們“批量”創建變量。

由上可以得出:數組的本質就是讓我們能“批量”創建相同類型的變量!

一.數組的概念

 數組是一種數據結構,用來存儲同一類型的集合,也就是說數組包含的變量必須是相同類型!

二.創建數組

基本語法如下:

//動態初始化
數據類型[] 數組名稱 = new 數據類型 []{初始化數據};
//靜態初始化
數據類型[] 數組名稱 = {初始化數據};

代碼示例

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //動態初始化
        //數據類型[] 數組名稱 = new 數據類型 []{初始化數據};
        int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
        //靜態初始化
        //數據類型[] 數組名稱 = {初始化數據};
        int[] arr2 ={1,2,3};
    }
}

註意:靜態初始化的時候,數組元素的個數和初始化數據的格式是一樣的!

如果你學過其他語言,例如C語言,c語言的數組創建是這樣的

數據類型 數組名[]={初始化數據};

例如: int arr[] = {1,2,3};

其實Java中也可以做到這樣,但是不推薦這麼寫,Java是一種強類型語言,變量前面就是類型,一目瞭然!

三.數組的使用

我們看一個例子,如何獲取數組的長度?

如果你學過C語言,那麼肯定會說 

int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

其實Java比c語言更方便,直接使用“數組名.length”就可以求出來數組的長度。

代碼如下:

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
         int[] arr ={1,2,3};
         int len = arr.length;
        System.out.println(len);//3
    }
}

毫無疑問這個代碼運行結果是3;

那麼我們如何訪問數組元素呢?

我們來看下面的代碼:

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
         int[] arr ={1,2,3};
         int len = arr.length;
        System.out.println(len);//3
        System.out.println(arr[0]);//1
        System.out.println(arr[1]);//2
        System.out.println(arr[2]);//3
    }
}

顯而易見的是,直接使用數組名[數組元素下標]來訪問數組元素。但出現瞭一個問題,為什麼arr[0]是1而arr[1]是2?為什麼不是arr[1]是1 arr[2]是2嗎?

這裡我們得出一個結論,數組的下標是從0開始的,不是從1開始的。

我們來嘗試訪問一下arr[3]看會出現什麼情況.

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
         int[] arr ={1,2,3};
         int len = arr.length;
        System.out.println(len);//3
        System.out.println(arr[0]);//1
        System.out.println(arr[1]);//2
        System.out.println(arr[2]);//3
        System.out.println(arr[3]);
    }
}

我們發現前面都和我們預想一樣輸出結果都正確,但唯獨出現瞭一串紅字,這串紅字說明存在數組越界。

我們由此得出一個結論:在Java下標訪問操作中不能超出有效范圍也就是[0,length-1],如果超出有效范圍,會拋出下標越界異常。

四.數組的遍歷

所謂遍歷,是指將數組中的所有元素都訪問一遍,不重不漏,需要搭配循環語句!

我們學瞭數組的訪問,那麼我們如何遍歷數組呢?有兩種常用方法 一種是for循環,一種是foreach循環。

for循環示例

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        for(int i = 0 ;i < arr.length;i++){
            System.out.print(arr[i]+" ");
        }
    }
}

我們發現打印出來瞭數組的元素。
for-each示例

foreach基本使用方法:元素類型 變量:數組名

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        for(int x:arr){
            System.out.print(x+" ");
        }
    }
}

執行結果一致。

那麼我們什麼時候使用for循環,什麼時候使用foreach循環?

foreach循環適用於不知道循環次數,或者是循環次數很難計算。

for循環適用於知道循環次數,在復雜的循環中效率更高。

如果是在循環中使用增刪查改操作,for循環可以實現,因為foreach循環不能實現這些操作。

五.數組作為方法的參數

基本用法:

1.打印數組內容

代碼示例:

public class TestDemo {
    public static void printArray(int[] arr){
        for(int x:arr){
            System.out.print(x+" ");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2,3,4,5,6};
        printArray(arr);
    }
}

2.求數組元素的和

public class TestDemo {
    public static int sum(int []arr) {
        int sum = 0;//一定要初始化為0,不然是隨機值
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            sum += arr[i];
        }
        return sum;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        int ret = sum(arr);
        System.out.println(ret);
    }
}

3.數組每個元素乘2輸出

public class TestDemo {
    public static void multiplication(int[] arr){
        for(int i = 0 ;i < arr.length;i++){
            arr[i]=arr[i]*2;
        }
    }
    public static void printArray(int[] arr){
        for(int x:arr){
            System.out.print(x+" ");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int [] arr = {1,2,3,4};
        System.out.println("乘2前:");
        printArray(arr);
        System.out.println();
        System.out.println("乘2後:");
        multiplication(arr);
        printArray(arr);
    }
}

六.數組相關方法Arrays

Arrays是操作Java數組的工具類。

如果要對數組做什麼事情,可以通過它來做,當然,有些事情是它做不瞭的,但是隻要它能做到,我們調用它就OK。

1.數組轉字符串:使用Arrays.toString();

import java.util.Arrays;
 
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr= {1,2,3,4,5,6};
        String arr1 = Arrays.toString(arr);
        System.out.println(arr1);
    }
}

這個方法打印出來是以字符串形式打印,把我們要打印的數組,放到toString裡面,那麼就會幫我們把當前數組,轉變為字符串進行輸出

2.數組拷貝

如何將數組拷貝?最直觀的方法是創建一個與當前數組大小相同,類型相同的數組,使用循環一個一個賦值。但Java中存在一些方法可以直接拷貝。

使用Arrays.copyOf(數組名,數組的長度);

import java.util.Arrays;
 
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 ={1,2,3,4,5,6};
        int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr1,arr1.length);
        System.out.println("拷貝的數組元素為:"+Arrays.toString(arr2));
    }
}

范圍拷貝使用Arrays.copyOfRange(數組名,從開始下標,到結束下標)

import java.util.Arrays;
 
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {1,2,3,4,5,6};
        int[] arr2 = Arrays.copyOfRange(arr1,1,3);
        System.out.println("范圍拷貝的數組內容為:"+Arrays.toString(arr2));
    }
}

註意:copyOfRange函數中,數組元素依然是從下標為0開始,且最後一個參數是取不到的,也就是說是取[1,3)左閉右開的元素。

3.數組排序

如果你學過C++,那麼一定會對sort函數很熟悉,C++中sort函數使用代碼示例如下

#include <iostream>
#include <algorithm>
 
using namespace std;
 
const int N = 100;
 
int main()
{
	int arr[N];
	int n = 0;
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		cin >> arr[i];
	}
	sort(arr,arr+n);
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		cout << arr[i] << ' ';
	}
	return 0;
}

而Java中也存在這樣的函數:Arrays.sort

import java.util.Arrays;
 
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5,4,3,2,1};
        Arrays.sort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

我們可以看到,sort函數均是以升序排列。

4.數組查找

①.順序查找:

public class TestDemo {
    public static int find(int[] arr,int x){
        for(int i = 0;i<arr.length;i++){
            if(arr[i]==x) return i;
        }
        return -1;//表示沒有找到
    }
    public static void main(String[] args) {
        int [] arr = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(find(arr,10));
    }
}

②.二分查找

手動實現:

public class TestDemo {
    public static int binarySearch(int [] arr,int x){
        int left = 0;
        int right = arr.length-1;
        while(left<=right){
            int mid = left+right>>1;
            if(x<arr[mid]){
                //表示在左邊
                right=mid-1;
            }
            else if(x>arr[mid]){
                //表示在右邊
                left = mid + 1;
            }
            else {
                //相等說明找到
                return mid;
            }
        }
        return -1;//循環結束,說明沒找到;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int [] arr = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(binarySearch(arr,4));
    }
}

但Java中 這個方法以及被封裝好瞭 我們可以使用Arrays.binarySearch(數組名,要找的元素);來實現

import java.util.Arrays;
 
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int [] arr = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(Arrays.binarySearch(arr,4));
    }
}

以上就是Java的數組講解,感謝觀看。

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