【Java】陣列
一、陣列的概述
1. 陣列的理解：
陣列(Array)，是多個相同型別資料一定順序排列的集合，並使用一個名字命名，並通過編號的 方式對這些資料進行統一管理。
2. 陣列相關的概念：
陣列名 元素 角標、下標、索引 陣列的長度：元素的個數
3. 陣列的特點：
- 陣列是序排列的
- 陣列屬於引用資料型別的變數。陣列的元素，既可以是基本資料型別，也可以是引用資料型別
- 建立陣列物件會在記憶體中開闢一整塊連續的空間
- 陣列的長度一旦確定，就不能修改。
4. 陣列的分類：
① 按照維數：一維陣列、二維陣列、。。。
② 按照陣列元素的型別：基本資料型別元素的陣列、引用資料型別元素的陣列
5.資料結構：
- 資料與資料之間的邏輯關係：集合（關係很弱）、一對一（數組裡面的元素）、一對多（二叉樹）、多對多（社交網路）
- 資料的儲存結構： 線性表：順序表（比如：陣列）、連結串列、棧、佇列 樹形結構：二叉樹 圖形結構：
二、一維陣列
1. 一維陣列的宣告與初始化
正確的方式：
int num;//宣告
num = 10;//初始化
int id = 1001;//宣告 + 初始化
int[] ids;//宣告
//1.1 靜態初始化:陣列的初始化和陣列元素的賦值操作同時進行
ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};
//1.2動態初始化:陣列的初始化和陣列元素的賦值操作分開進行
String[] names = new String[5];
int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//型別推斷錯誤的方式：
//int[] arr1 = new int[];
//int[5] arr2 = new int[5];
//int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};2. 一維陣列元素的引用：
通過角標的方式呼叫。
//陣列的角標（或索引從0開始的，到陣列的長度-1結束。
names[0] = "王銘";
names[1] = "王赫";
names[2] = "張學良";
names[3] = "孫居龍";
names[4] = "王巨集志";//charAt(0)3. 陣列的屬性：
陣列的屬性：length
``
System.out.println(names.length);//5
System.out.println(ids.length);
> 說明： 陣列一旦初始化，其長度就是確定的。arr.length 陣列長度一旦確定，就不可修改。
##4.一維陣列的遍歷for(int i = 0;i < names.length;i++){
System.out.println(names[i]);
}
##5.一維陣列元素的預設初始化值
* 陣列元素是整型：0
* 陣列元素是浮點型：0.0
* 陣列元素是char型：0或'\u0000'，而非'0'
* 陣列元素是boolean型：false
* 陣列元素是引用資料型別：null
##6.一維陣列的記憶體結構
#三、二維陣列
##1.如何理解二維陣列？
陣列屬於引用資料型別 陣列的元素也可以是引用資料型別 一個一維陣列A的元素如果還是一個一維陣列型別的，則，此陣列A稱為二維陣列。
##2.二維陣列的宣告與初始化
正確的方式：int[] arr = new int[]{1,2,3};//一維陣列
//靜態初始化
int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
//動態初始化1
String[][] arr2 = new String[3][2];
//動態初始化2
String[][] arr3 = new String[3][];
//也是正確的寫法：
int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};
int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};//型別推斷
錯誤的方式：//String[][] arr4 = new String[][4];
//String[4][3] arr5 = new String[][];
//int[][] arr6 = new int[4][3]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
##3.如何呼叫二維陣列元素:System.out.println(arr1[0][1]);//2
System.out.println(arr2[1][1]);//null
arr3[1] = new String[4];
System.out.println(arr3[1][0]);
System.out.println(arr3[0]);//
##4.二維陣列的屬性：System.out.println(arr4.length);//3
System.out.println(arr4[0].length);//3
System.out.println(arr4[1].length);//4
##5.遍歷二維陣列元素
for(int i = 0;i < arr4.length;i++){
for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){
System.out.print(arr4[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
##6.二維陣列元素的預設初始化值- 規定：二維陣列分為外層陣列的元素，內層陣列的元素
int[][] arr = new int[4][3];外層元素：arr[0],arr[1]等內層元素：arr[0][0],arr[1][2]等- ⑤ 陣列元素的預設初始化值
- 針對於初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3];
外層元素的初始化值為：地址值內層元素的初始化值為：與一維陣列初始化情況相同- 針對於初始化方式二：比如：int[][] arr = new int[4][];
外層元素的初始化值為：null內層元素的初始化值為：不能呼叫，否則報錯。
##7.二維陣列的記憶體結構
# 四、陣列的常見演算法
##1. 陣列的建立與元素賦值：
楊輝三角（二維陣列）、回形數（二維陣列）、6個數，1-30之間隨機生成且不重複。
楊輝三角// 1.新建二位陣列，動態初始化
int[][] yangHui = new int[10][];
// 2.為二維陣列賦值
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
yangHui[i] = new int[i + 1];
// 2.1為首末元素賦值
yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1;
// 2.2為其餘元素賦值
for (int j = 1; j < yangHui[i].length - 1; j++) {//
yangHui[i][j] = yangHui[i - 1][j - 1] + yangHui[i - 1][j];
}
}
// 3.列印輸出二維陣列
for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
for (int j = 1; j < yangHui[i].length; j++) {// 第0個位置沒有元素
System.out.print(yangHui[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
##2. 針對於數值型的陣列：
最大值、最小值、總和、平均數等// 1.找到陣列中的最大值
int maxArr = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (maxArr < arr[i]) {
maxArr = arr[i];
}
}
System.out.println("陣列中的最大值為：" + maxArr);
// 2.找到陣列中的最小值
int minArr = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (minArr > arr[i]) {
minArr = arr[i];
}
}
System.out.println("陣列中的最小值為：" + minArr);
// 3.找到陣列中的平均數
int num = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
num += arr[i];
}
System.out.println("陣列的平均數為：" + (num / arr.length));
// 4.求總和
int num1 = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
num1 += arr[i];
}
System.out.println("陣列的總和為：" + num1);
##3. 陣列的賦值與複製// 1.陣列的賦值
String[] str1 = new String[5];
str1 = str;
str1[2] = "AA";
for (int i = 0; i < str1.length; i++) {
System.out.print(str[i] + " ");
}
System.out.println();
###3.1 賦值
如何理解：如何理解：將array1儲存的陣列的地址值賦給了array2，使得array1和array2共同指向堆空間中的同一個陣列實體。
###3.2 複製：// 1.1陣列的複製
for (int i = 0; i < str1.length; i++) {
str1[i] = str[i];
System.out.print(str1[i] + " ");
}
如何理解：我們通過new的方式，給array2在堆空間中新開闢了陣列的空間。將array1陣列中的元素值一個一個的賦值到array2陣列中。
##4.陣列元素的反轉://方法一：
for(int i = 0;i < arr.length / 2;i++){
String temp = arr[i];
arr[i] = arr[arr.length - i -1];
arr[arr.length - i -1] = temp;
}
//方法二：
for(int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--){
String temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
##5.陣列中指定元素的查詢：搜尋，檢索
###5.1 線性查詢：
實現思路：通過遍歷的方式，一個一個的資料進行比較、查詢。 適用性：具有普遍適應性
###5.2 二分法查詢：
實現思路：每次比較中間值，折半的方式檢索。 適用性：（前提：陣列必須有序）
##6.陣列的排序演算法
十大排序演算法
- 選擇排序：
- 直接選擇排序、堆排序
- 交換排序：
- 氣泡排序、快速排序
- 插入排序：
- 直接插入排序、折半插入排序、希爾排序
- 歸併排序
- 桶排序
- 基數排序
理解： 1）衡量排序演算法的優劣：
時間複雜度、空間複雜度、穩定性
2）排序的分類：內部排序 與 外部排序（需要藉助磁碟）
3）不同排序演算法的時間複雜度
氣泡排序的實現：int[] arr = new int[] { 21, 43, 64, 76, 878, 432, 21 };
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
#五、Arrays工具類的使用
##1.理解：
① 定義在java.util包下。 ② Arrays:提供了很多運算元組的方法。
##2.使用：int arr1[] = new int[] { 21, 43, 542, 432, 4, 2, 5, 1 };
int arr2[] = new int[] { 32, 43, 4, 1, 4, 76, 54, 68, 4 };
// 1.Arrays.equals(arr1, arr2):判斷陣列是否相等
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));
// 2.Arrays.toString(arr1):輸出陣列資訊
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
// 3.Arrays.fill(arr1, 2):將指定值填充到陣列中
Arrays.fill(arr1, 2);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
// 4.Arrays.sort(arr2):對陣列進行排序
Arrays.sort(arr2);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
// 5.Arrays.binarySearch(arr2, 1):堆排序好的陣列用二分法檢索指定值
int index = Arrays.binarySearch(arr2, 1);
System.out.println(index);
#六、陣列的常見異常
##1.陣列角標越界異常：
ArrayIndexOutOfBoundsExceptionint[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
for(int i = 0;i <= arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
System.out.println(arr[-2]);
System.out.println("hello");
2.空指標異常：
NullPointerException//情況一：
int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
arr1 = null;
System.out.println(arr1[0]);
//情況二：
int[][] arr2 = new int[4][];
System.out.println(arr2[0][0]);
//情況三：
String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"};
arr3[0] = null;
System.out.println(arr3[0].toString());
```
提示：一旦程式出現異常，未處理時，就終止執行。