JavaSE--数组以及Arrays工具类
一、数组
1、数组概述
数组是一种引用数据类型，数组的父类是Object
数组因为是引用类型，所以在堆内存中存放
2、数组的分类：
一维数组、二维数组、三维数组、多维数组...（一维数组较常用）
3、数组的长度
a）数组一旦创建，java中规定，长度不可变
b）获取数组长度：所有数组对象都有length属性，用来获取数组中的元素的个数
c）数组中每个元素都是有下标的，下标都从0开始，以1递增。最有一个元素的下标是 length - 1
4、数组中存放的数据
a）数组实际上是一个容器，可以同时容纳多个元素
b）数组当中可以存储“基本数据类型”的数据，也可以存储“引用数据类型”数据。数组当中如果存储的是java对象的话，实际上存储的是对象的引用
c）Java中的数组要求数组中元素的类型统一。例如：int类型数组只能存放int类型，Student类型数组只能存储Student对象
5、数组的内存地址
a）数组在内存方面存储的时候，数组中的元素的内存地址是连续的，（存储的每一个元素都有规则的挨着排列）
b）数组中首元素（第一个元素）的内存地址作为整个数组的内存地址
6、数组这种数据结构的优点：
查询/查找/检索某个下标上的元素时效率极高。可以说是查询效率最高的一个数据结构。
- 每一个元素的内存地址在空间存储上是连续的。
- 每一个元素类型相同，所以占用空间大小一样。
- 知道第一个元素内存地址，知道每一个元素占用空间的大小，又知道下标，所以通过一个数学表达式就可以计算出某个下标上元素的内存地址。直接通过内存地址定位元素，所以数组的检索效率是最高的
7、数组这种数据结构的缺点：
- 由于为了保证数组中每个元素的内存地址连续，所以在数组上随机删除或者增加元素的时候，效率较低，因为随机增删元素会涉及到后面元素统一向前或者向后位移的操作。
- 数组不能存储大数据量，因为很难在内存空间上找到一块特别大的连续的内存空间。
二、一维数组
1、一维数组语法格式
int[] array1;
double[] array2;
boolean[] array3;
String[] array4;
Object[] array5;2、一维数组的初始化
// 两种方式：静态初始化、动态初始化
// 静态初始化
int[] array = {100,200,500};
// 动态初始化
// 初始化一个5个长度的int类型数组，每个元素默认值0
int[] array = new int[5]; // 这里的5表示数组的元素个数。
// 初始化6个长度的String类型数组，每个元素默认值null
String[] names = new String[6]; 3、访问一维数组中的元素以及遍历
public class ArrayTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 声明一个int类型的数组，使用静态初始化的方式
int[] a = {1, 100, 10, 20, 55, 689};
// 所有的数组对象都有length属性
System.out.println("数组中元素的个数" + a.length);
// 数组中每一个元素都有下标
// 通过下标对数组中的元素进行存和取。
// 取（读）
System.out.println("第一个元素 = " + a[0]);
System.out.println("最后一个元素 = " + a[5]);
System.out.println("最后一个元素 = " + a[a.length - 1]);
// 存（改）
// 把第一个元素修改为111
a[0] = 111;
// 把最后一个元素修改为0
a[a.length - 1] = 0;
System.out.println("第一个元素 = " + a[0]);
System.out.println("最后一个元素 = " + a[5]);
// 一维数组遍历
for(int i = 0; i < a.length; i++){
System.out.println(a[i]); // i是从0到5，是下标
}
// 下标越界了 异常
//System.out.println(a[6]); //ArrayIndexOutOfBoundsException
// 从最后一个元素遍历到第1个元素
for (int i = a.length - 1; i >= 0; i--) {
System.out.println("逆序输出-->" + a[i]);
}
}
}4、动态初始化方式创建数组
public class ArrayTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 声明/定义一个数组，采用动态初始化的方式创建
int[] a = new int[4]; // 创建长度为4的int数组，数组中每个元素的默认值是0
// 遍历数组
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.println(i + "的元素："+ a[i]);
}
// 后期赋值
a[0] = 1;
a[1] = 100;
a[2] = 111;
a[3] = 222; // 注意下标别越界
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.println("数组中下标为" + i + "的元素是：" + a[i]);
}
// 初始化一个Object类型的数组，采用动态初始化方式
Object[] objs = new Object[3]; // 3个长度，动态初始化，所以每个元素默认值是null
for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
System.out.println(objs[i]);
}
}
}5、静态初始化与动态初始化什么时候使用
- 当你创建数组的时候，确定数组中存储哪些具体的元素时，采用静态初始化方式
- 当你创建数组的时候，不确定将来数组中存储哪些数据，你可以采用动态初始化的方式，预先分配内存空间
6、方法参数中直接传递一个静态数组
public class ArrayTest05{
public static void main(String[] args) {
// 静态初始化一维数组
int[] a = {1,2,3};
printArray(a);
// 传递一个静态初始化一维数组，语法必须这样
printArray(new int[]{1,2,3});
}
public static void printArray(int[] array){
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
}7、main方法中“String[] args”
JVM调用main方法的时候，会自动传一个String数组过来，例如dos命令中这样运行程序：java ArrayTest05 abc def xyz，那么这个时候JVM会自动将“abc def xyz”通过空格的方式进行分离，分离完成之后，自动放到“String[] args”数组当中，所以main方法上面的String[] args数组主要是用来接收用户输入参数的
idea中在run选项卡中，可以编辑参数
// "abc".equal不容易出现空指针异常，哪怕name和pass为空
// name.equal("abc")如果name为null，则会出现空指针异常，不太好
if("abc".equal(name) && "123".equal(pass)){
}8、数组中存放引用数据类型
public class ArrayTest07 {
public static void main(String[] args) {
Animal[] animals = {new Animal(), new Animal()};
for (int i = 0; i < animals.length; i++) {
animals[i].move();
}
// 创建子类
Animal[] anis = {new Cat(), new Bird()};
for (int i = 0; i < anis.length; i++){
// 调用子对象特有方法，需要向下转型
if(anis[i] instanceof Cat){
Cat cat = (Cat)anis[i];
cat.catchMouse();
}else if(anis[i] instanceof Bird){
Bird bird = (Bird)anis[i];
bird.sing();
}
}
}
}
class Animal{
public void move(){
System.out.println("Animal move...");
}
}
// Cat是子类
class Cat extends Animal {
public void move(){
System.out.println("猫在走猫步！");
}
// 特有方法
public void catchMouse(){
System.out.println("猫抓老鼠！");
}
}
// Bird子类
class Bird extends Animal {
public void move(){
System.out.println("Bird Fly!!!");
}
// 特有的方法
public void sing(){
System.out.println("鸟儿在歌唱！！！");
}
}9、一维数组的扩容
先新建一个大容量数组，然后将小容量的数组中的元素拷贝到大容量中，使用System.arraycopy(5个参数);
注意：数组扩容效率较低，所以尽可能不要使用，使用数组提前预估数组长度
public class ArrayTest08 {
public static void main(String[] args) {
// java中数组拷贝的方法arraycopy
//System.arraycopy(5个参数);
// 拷贝源（从这个数组中拷贝）
int[] src = {1, 11, 22, 3, 4};
// 拷贝目标（拷贝到这个目标数组上）
int[] dest = new int[20]; // 动态初始化一个长度为20的数组，每一个元素默认值0
// 调用JDK System类中的arraycopy方法，来完成数组的拷贝
//System.arraycopy(src, 1, dest, 3, 2);
// 拷贝全部元素
System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length);
for (int i = 0; i < dest.length; i++) {
System.out.println(dest[i]);
}
// 拷贝引用数据被雷
Object[] objs = {new Object(), new Object(), new Object()};
Object[] newObjs = new Object[5];
// 这里拷贝的时候是拷贝对象的地址
System.arraycopy(objs, 0, newObjs, 0, objs.length);
for (int i = 0; i < newObjs.length; i++) {
System.out.println(newObjs[i]);
}
}
}
三、二维数组
1、关于二维数组
二维数组其实就是一个特殊的一维数组，特殊在在这个一维数组当中的每一个元素都是一个一维数组
2、二维数组静态初始化
public class ArrayTest10{
public static void main(String[] args){
int[][] a = {
{1,3},
{20,30,10},
{0}
};
System.out.println(a.length);// 3
System.out.println(a[0].length);// 2
System.out.println(a[1].length);// 3
System.out.println(a[2].length);// 1
}
}3、二维数组元素的读和改
public class ArrayTest10 {
public static void main(String[] args) {
// 二维数组
int[][] a = {
{34,4,65},
{100,200,39,111},
{0}
};
// 读
System.out.println(a[0][0]);
System.out.println(a[1][2]);
System.out.println(a[2][0]);
// 改
a[2][0] = 11111;
System.out.println(a[2][0]);
}
}4、二维数组的遍历
public class ArrayTest11 {
public static void main(String[] args) {
// 二维数组
String[][] array = {
{"mysql", "java", "c++", "python", "c#"},
{"张三", "李四", "王五"},
{"lucy", "jack", "rose"}
};
for(int i = 0; i < array.length; i++){
for(int j = 0; j < array[i].length; j++){
System.out.print(array[i][j] + " ");
}
System.out.println();// 换行
}
}
}5、二维数组动态初始化
public class ArrayTest12 {
public static void main(String[] args) {
// 动态初始化
int[][] array = new int[3][4];
// 静态初始化
int[][] a = {{1,2,3,4},{4,5,6,76},{1,23,4}};
printArray(a);
// 传递一个静态初始化的二维数组
printArray(new int[][]{{1,2,3,4},{4,5,6,76},{1,23,4}});
}
public static void printArray(int[][] array){
// 遍历二维数组
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.print(array[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}三、数组工具类
SUN公司提供的数组工具类java.util.Arrays。其中方法都是静态的，直接用类名调用就行
1、给数组排序
int[] arr = {52,74,12,0,3,96};
Arrays.sort(arr);
for(int i = 0;i< arr.length,i++){
System.out.println(arr[i]);
}2、二分法查找
int[] arr = {5,8,12,15,23,55};
int index = Arrays.binarySearch(arr,15);
System.out.println(index == -1 ? "该元素不存在" : "该元素的下标是" + index);