Java陣列詳解

陣列的定義

• 陣列是相同型別資料的有序集合.
• 陣列描述的是相同型別的若干個資料,按照一定的先後次序排列組合而成。
• 其中,每一個數據稱作一個數組元素,每個陣列元素可以通過一個下標來訪問.

陣列宣告建立

• 首先必須宣告陣列變數，才能在程式中使用陣列。下面是宣告陣列變數的語法:

  dataType[] arrayRefVar;// 首選方法
  或
  dataType arrayRefVar[]; // 次選方法，效果相同
  

• Java語言使用new操作符來建立陣列，語法如下:

  dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];
  

• 陣列的元素是通過索引訪問的，陣列索引從О開始。

• 獲取陣列長度:

  arrays.length
  

記憶體分析

• Java記憶體分析：

  • 堆：

    1)存放new的物件和陣列

    2)可以被所有的執行緒共享，不會存放別的物件引用

  • 棧：

    1)存放基本變數型別（會包含這個基本型別的具體數值）

    2)引用物件的變數（會存放這個引用再堆裡面的具體數值）

  • 方法區：

    1)可以被所有的執行緒共享

    2)包含了所有的class和static變數

• 寫程式碼畫圖分析記憶體！

三種初始化

• 靜態初始化

  int[] a = {1,2,3};
  Man[] mans = {new Man(1,1)},new Man(2,2);
  

• 動態初始化

  int[] a = new int[2];
  a[0] = 1;
  a[1] = 2;
   
  

• 陣列的預設初始化

  • 陣列是引用型別，它的元素相當於類的例項變數，因此陣列一經分配空間，
    其中的每個元素也被按照例項變數同樣的方式被隱式初始化。

陣列基本特點

• 其長度是確定的。陣列一旦被建立，它的大小就是不可以改變的。
  其元素必須是相同型別,不允許出現混合型別。
• 陣列中的元素可以是任何資料型別，包括基本型別和引用型別。
• 陣列變數屬引用型別，陣列也可以看成是物件，
  陣列中的每個元素相當於該物件的成員變數。
• 陣列本身就是物件，Java中物件是在堆中的，
  因此陣列無論儲存原始型別還是其他物件型別，陣列物件本身是在堆中的。

陣列邊界

• 下標的合法區間：[0,length-1]，如果越界就會報錯；

  public static void main(String[] args){
      int[] a=new int[2];
      System.out.println(a[2]);
  }
  

• ArrayIndexOutOfBoundsException:陣列下標越界異常!

• 小結:

  • 陣列是相同資料型別(資料型別可以為任意型別)的有序集合陣列也是物件。
  • 陣列元素相當於物件的成員變數
  • 陣列長度的確定的，不可變的。
    如果越界，則報:ArraylndexOutofBounds

陣列使用

• 普通的For迴圈
• For-Each迴圈
• 陣列作為方法入參
• 陣列作為返回值

多維陣列

• 多維陣列可以看成是陣列的陣列，比如二維陣列就是一個特殊的一維陣列，
  其每一個元素都是一個一維陣列。

• 二維陣列

  int a[][] = new int[2][5];
  

• 解析：以上二維陣列可以看成一個兩行五列的陣列。

• 思考：多維陣列的使用？

  num[1][0];
  

Arrays類

• 陣列的工具類java.util.Arrays
• 由於陣列物件本身並沒有什麼方法可以供我們呼叫,但API中提供了一個工具類Arrays，
  供我們使用,從而可以對資料物件進行一些基本的操作。
• 檢視JDK幫助文件
• Arrays類中的方法都是static修飾的靜態方法,在使用的時候可以直接使用類名進行呼叫,而""不用"使用物件來呼叫(注意:是"不用”而不是"不能")
• 具有以下常用功能:
  • 給陣列賦值:通過fill方法。
  • 對陣列排序:通過sort方法,按升序。
  • 比較陣列:通過equals方法比較陣列中元素值是否相等。
  • 查詢陣列元素:通過binarySearch方法能對排序好的陣列進行二分查詢法操作。

氣泡排序

• 氣泡排序無疑是最為出名的排順序演算法之一，總共有八大排序！

• 冒泡的程式碼還是相當簡單的，兩層迴圈，外層冒泡輪數，裡面依次比較。

• 我們看到巢狀迴圈，應該立馬就可以得出這個演算法的時間複雜度為O(n2)。

• 思考：如何優化？

稀疏陣列

• 需求：編寫五子棋遊戲中，有存檔退出和續上盤的功能。

• 分析問題：因為該二位陣列的很多值是預設值0，因此記錄了很多沒有意義的資料。

• 解決方法：稀疏陣列

稀疏陣列介紹

• 當一個數組中大部分元素為0，或者為同一值的陣列時，可以使用稀疏陣列來儲存該陣列。

• 稀疏陣列的處理方式是:

  • 記錄陣列一共有幾行幾列，有多少個不同值。
  • 把具有不同值的元素和行列及值記錄在一個小規模的陣列中，從而縮小程式的。

• 規模如下圖:左邊是原始陣列，右邊是稀疏陣列。