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2023最新版JavaSE教程——第5天：数组
一、数组的概述
1.1 为什么需要数组
需求分析1： 需要统计某公司50个员工的工资情况，例如计算平均工资、找到最高工资等。用之前知识，首先需要声明
50个变量来分别记录每位员工的工资，这样会很麻烦。因此我们可以将所有的数据全部存储到一个容器中统一管理，并使用容器进行计算。需求分析2：
容器的概念：- 生活中的容器： 水杯(装水等液体)，衣柜(装衣服等物品)，集装箱(装货物等)。
- 程序中的容器： 将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。
1.2 数组的概念
数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。数组中的概念：数组名、下标(或索引)、元素、数组的长度
数组的特点：- 数组本身是
引用数据类型，而数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和引用数据类型。 - 创建数组对象会在内存中开辟一整块
连续的空间。占据的空间的大小，取决于数组的长度和数组中元素的类型。 - 数组中的元素在内存中是依次紧密排列的，有序的。
- 数组，一旦初始化完成，其长度就是确定的。数组的
长度一旦确定，就不能修改。 - 我们可以直接通过下标(或索引)的方式调用指定位置的元素，速度很快
- 数组名中引用的是这块连续空间的首地址。
1.3 数组的分类
1、按照元素类型分：
- 基本数据类型元素的数组：每个元素位置存储基本数据类型的值
- 引用数据类型元素的数组：每个元素位置存储对象(本质是存储对象的首地址) — 在面向对象部分讲解
2、按照维度分：
- 一维数组：存储一组数据
- 二维数组：存储多组数据，相当于二维表，一行代表一组数据，只是这里的二维表每一行长度不要求一样。
二、一维数组的使用
2.1 一维数组的声明
格式：
//推荐 元素的数据类型[] 一维数组的名称; //不推荐 元素的数据类型 一维数组名[]; //举例: int[] arr; int arr1[]; double[] arr2; String[] arr3; //引用类型变量数组- 1
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数组的声明，需要明确：
- 数组的维度：在 Java 中数组的符号是 []，[] 表示一维，
[][]表示二维。 - 数组的元素类型：即创建的数组容器可以存储什么数据类型的数据。元素的类型可以是任意的 Java 的数据类型。例如：int、String、Student 等。
- 数组名：就是代表某个数组的标识符，数组名其实也是变量名，按照变量的命名规范来命名。数组名是个引用数据类型的变量，因为它代表一组数据。
举例：
public class ArrayTest1 { public static void main(String[] args) { //比如，要存储一个小组的成绩 int[] scores; int grades[]; // System.out.println(scores);//未初始化不能使用 //比如，要存储一组字母 char[] letters; //比如，要存储一组姓名 String[] names; //比如，要存储一组价格 double[] prices; } }- 1
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注意：Java 语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的个数)。 例如：
int a[5];//非法2.2 一维数组的初始化
2.2.1 静态初始化
如果数组变量的初始化和数组元素的赋值操作同时进行，那就称为静态初始化。静态初始化，本质是用静态数据(编译时已知)为数组初始化。此时数组的长度由静态数据的个数决定。
一维数组声明和静态初始化格式1：
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3,...}; 或 数据类型[] 数组名; 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3,...};- 1
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new：关键字，创建数组使用的关键字。因为数组本身是引用数据类型，所以要用 new 创建数组实体。例如，定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确 //或 int[] arr; arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确- 1
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一维数组声明和静态初始化格式2：
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};//必须在一个语句中完成，不能分成两个语句写- 1
例如，定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器
int[] arr = {1,2,3,4,5};//正确 int[] arr; arr = {1,2,3,4,5};//错误- 1
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举例：
public class ArrayTest2 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5};//右边不需要写new int[] int[] nums; nums = new int[]{10,20,30,40}; //声明和初始化在两个语句完成，就不能使用new int[] char[] word = {'h','e','l','l','o'}; String[] heros = {"袁隆平","邓稼先","钱学森"}; System.out.println("arr数组：" + arr);//arr数组：[I@1b6d3586 System.out.println("nums数组：" + nums);//nums数组：[I@4554617c System.out.println("word数组：" + word);//word数组：[C@74a14482 System.out.println("heros数组：" + heros);//heros数组：[Ljava.lang.String;@1540e19d } }- 1
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2.2.2 动态初始化
数组变量的初始化和数组元素的赋值操作分开进行，即为动态初始化。动态初始化中，只确定了元素的个数(即数组的长度)，而元素值此时只是默认值，还并未真正赋自己期望的值。真正期望的数据需要后续单独一个一个赋值。格式：
数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度]; 或 数组存储的数据类型[] 数组名字; 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度]; //[长度]：数组的长度，表示数组容器中可以最多存储多少个元素- 1
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注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。 和水杯道理相同，买了一个2升的水杯，总容量就是2升是固定的。举例1：正确写法
int[] arr = new int[5]; int[] arr; arr = new int[5];- 1
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举例2：错误写法
int[] arr = new int[5]{1,2,3,4,5};//错误的，后面有{}指定元素列表，就不需要在[]中指定元素个数了。- 1
2.3 一维数组的使用
2.3.1 数组的长度
- 数组的元素总个数，即数组的长度
- 每个数组都有一个属性 length 指明它的长度，例如：arr.length 指明数组 arr 的长度(即元素个数)
- 每个数组都具有长度，而且一旦初始化，其长度就是确定，且是不可变的。
2.3.2 数组元素的引用
如何表示数组中的一个元素？ 每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为
数组索引(index)或下标，可以通过数组的索引/下标访问到数组中的元素。数组名[索引/下标]- 1
数组的下标范围？ Java 中数组的下标从 [0] 开始，下标范围是
[0,数组的长度-1]，即[0,数组名.length-1]。数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3],b[i],c[6*i]举例：
public class ArrayTest3 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5}; System.out.println("arr数组的长度：" + arr.length); System.out.println("arr数组的第1个元素：" + arr[0]);//下标从0开始 System.out.println("arr数组的第2个元素：" + arr[1]); System.out.println("arr数组的第3个元素：" + arr[2]); System.out.println("arr数组的第4个元素：" + arr[3]); System.out.println("arr数组的第5个元素：" + arr[4]); //修改第1个元素的值 //此处arr[0]相当于一个int类型的变量 arr[0] = 100; System.out.println("arr数组的第1个元素：" + arr[0]); } }- 1
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2.4 一维数组的遍历
将数组中的每个元素分别获取出来，就是
遍历。for 循环与数组的遍历是绝配。举例1：public class ArrayTest4 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}; //打印数组的属性，输出结果是5 System.out.println("数组的长度：" + arr.length); //遍历输出数组中的元素 System.out.println("数组的元素有："); for(int i=0; i<arr.length; i++){ System.out.println(arr[i]); } } }- 1
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举例2：
public class ArrayTest5 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[5]; System.out.println("arr数组的长度：" + arr.length); System.out.print("存储数据到arr数组之前：["); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(arr[i]); }else{ System.out.print("," + arr[i]); } } System.out.println("]"); //初始化 /* arr[0] = 2; arr[1] = 4; arr[2] = 6; arr[3] = 8; arr[4] = 10; */ for (int i = 0; i < arr.length; i++) { arr[i] = (i+1) * 2; } System.out.print("存储数据到arr数组之后：["); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(arr[i]); }else{ System.out.print("," + arr[i]); } } System.out.println("]"); } }- 1
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2.5 数组元素的默认值
数组是引用类型，当我们使用动态初始化方式创建数组时，元素值只是默认值。例如：
public class ArrayTest6 { public static void main(String argv[]){ int a[]= new int[5]; System.out.println(a[3]); //a[3]的默认值为0 } }- 1
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对于基本数据类型而言，默认初始化值各有不同。对于引用数据类型而言，默认初始化值为 null(注意与0不同)
public class ArrayTest7 { public static void main(String[] args) { //存储26个字母 char[] letters = new char[26]; System.out.println("letters数组的长度：" + letters.length); System.out.print("存储字母到letters数组之前：["); for (int i = 0; i < letters.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(letters[i]); }else{ System.out.print("," + letters[i]); } } System.out.println("]"); //存储5个姓名 String[] names = new String[5]; System.out.println("names数组的长度：" + names.length); System.out.print("存储姓名到names数组之前：["); for (int i = 0; i < names.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(names[i]); }else{ System.out.print("," + names[i]); } } System.out.println("]"); } }- 1
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三、一维数组内存分析
3.1 Java虚拟机的内存划分
为了提高运算效率，就对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。
区域名称 作用 虚拟机栈用于存储正在执行的每个Java方法的局部变量表等。局部变量表存放了编译期可知长度
的各种基本数据类型、对象引用，方法执行完，自动释放。堆内存存储对象（包括数组对象），new来创建的，都存储在堆内存。 方法区存储已被虚拟机加载的类信息、常量、（静态变量）、即时编译器编译后的代码等数据。 本地方法栈 当程序中调用了native的本地方法时，本地方法执行期间的内存区域 程序计数器 程序计数器是CPU中的寄存器，它包含每一个线程下一条要执行的指令的地址 3.2 一维数组在内存中的存储
3.2.1 一个一维数组内存图
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; System.out.println(arr);//[I@5f150435 }- 1
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3.2.2 数组下标为什么是0开始
因为第一个元素距离数组首地址间隔0个单元格。
3.2.3 两个一维数组内存图
两个数组独立
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; int[] arr2 = new int[2]; System.out.println(arr); System.out.println(arr2); }- 1
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3.2.4 两个变量指向一个一维数组
两个数组变量本质上代表同一个数组。
public static void main(String[] args) { // 定义数组，存储3个元素 int[] arr = new int[3]; //数组索引进行赋值 arr[0] = 5; arr[1] = 6; arr[2] = 7; //输出3个索引上的元素值 System.out.println(arr[0]); System.out.println(arr[1]); System.out.println(arr[2]); //定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2 int[] arr2 = arr; arr2[1] = 9; System.out.println(arr[1]); }- 1
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四、一维数组的应用
案例1： 升景坊单间短期出租4个月，550元/月(水电煤公摊，网费35元/月)，空调、卫生间、厨房齐全。屋内均是IT行业人士，喜欢安静。所以要求来租者最好是同行或者刚毕业的年轻人，爱干净、安静。
public class ArrayTest { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{8,2,1,0,3}; int[] index = new int[]{2,0,3,2,4,0,1,3,2,3,3}; String tel = ""; for(int i = 0;i < index.length;i++){ tel += arr[index[i]]; } System.out.println("联系方式：" + tel); } }- 1
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案例2：输出英文星期几： 用一个数组，保存星期一到星期天的7个英语单词，从键盘输入1-7，显示对应的单词
{"Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday","Sunday"}import java.util.Scanner; /** * @author AmoXiang * @create 14:37 */ public class WeekArrayTest { public static void main(String[] args) { //1. 声明并初始化星期的数组 String[] weeks = {"Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday","Sunday"}; //2. 使用Scanner从键盘获取1-7范围的整数 Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入[1-7]范围的整数："); int number = scanner.nextInt(); if(number < 1 || number > 7){ System.out.println("你输入的输入非法"); }else{ //3. 根据输入的整数，到数组中相应的索引位置获取指定的元素（即：星期几） System.out.println("对应的星期为：" + weeks[number - 1]); } scanner.close(); } }- 1
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案例3： 从键盘读入学生成绩，找出最高分，并输出学生成绩等级。成绩>=最高分-10 等级为
A，成绩>=最高分-20 等级为B成绩>=最高分-30 等级为C其余等级为D提示：先读入学生人数，根据人数创建 int 数组，存放学生成绩。
/** * @author AmoXiang * @create 14:55 */ public class ScoreTest1 { public static void main(String[] args) { //1. 根据提示，获取学生人数 System.out.print("请输入学生人数："); Scanner scanner = new Scanner(System.in); int count = scanner.nextInt(); //2. 根据学生人数，创建指定长度的数组 (使用动态初始化) int[] scores = new int[count]; //3. 使用循环，依次给数组的元素赋值 int maxScore = 0; //记录最高分 System.out.println("请输入" + count + "个成绩"); for (int i = 0; i < scores.length; i++) { scores[i] = scanner.nextInt(); //4. 获取数组中元素的最大值，即为最高分 if(maxScore < scores[i]){ maxScore = scores[i]; } } System.out.println("最高分是：" + maxScore); //5. 遍历数组元素，输出各自的分数，并根据其分数与最高分的差值，获取各自的等级 char grade; for (int i = 0; i < scores.length; i++) { if(scores[i] >= maxScore - 10){ grade = 'A'; }else if(scores[i] >= maxScore - 20){ grade = 'B'; }else if(scores[i] >= maxScore - 30){ grade = 'C'; }else{ grade = 'D'; } System.out.println("student " + i + " socre is " + scores[i] + ", grade is " + grade); } //关闭资源 scanner.close(); } }- 1
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五、多维数组的使用
5.1 概述
Java 语言里提供了支持多维数组的语法。如果说可以把一维数组当成几何中的
线性图形，那么二维数组就相当于是一个表格，像 Excel 中的表格、围棋棋盘一样。
应用举例1： 某公司2022年全年各个月份的销售额进行登记。按月份存储，可以使用一维数组。如下：int[] monthData = new int[]{23,43,22,34,55,65,44,67,45,78,67,66};- 1
如果改写为按
季度为单位存储怎么办呢？int[][] quarterData = new int[][]{{23,43,22},{34,55,65},{44,67,45},{78,67,66}};- 1
应用举例2： 高一年级三个班级均由多个学生姓名构成一个个数组。如下：
String[] class1 = new String[]{"段誉","令狐冲","任我行"}; String[] class2 = new String[]{"张三丰","周芷若"}; String[] class3 = new String[]{"赵敏","张无忌","韦小宝","杨过"};- 1
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那从整个年级看，我们可以声明一个二维数组。如下：
String[][] grade = new String[][]{{"段誉","令狐冲","任我行"},{"张三丰","周芷若"},{"赵敏","张无忌","韦小宝","杨过"}};- 1
应用举例3：
蓝框的几个元素，可以使用一维数组来存储。但现在发现每个元素下还有下拉框，其内部还有元素，那就需要使用二维数组来存储：
使用说明：
对于二维数组的理解，可以看成是一维数组 array1 又作为另一个一维数组 array2 的元素而存在。其实，从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组。5.2 声明与初始化
5.2.1 声明
二维数组声明的语法格式：
//推荐 元素的数据类型[][] 二维数组的名称; //不推荐 元素的数据类型 二维数组名[][]; //不推荐 元素的数据类型[] 二维数组名[]; //举例: public class Test20TwoDimensionalArrayDefine { public static void main(String[] args) { //存储多组成绩 int[][] grades; //存储多组姓名 String[][] names; } }- 1
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面试：
int[] x, y[]; //x是一维数组，y是二维数组- 1
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5.2.2 静态初始化
格式：
int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};- 1
定义一个名称为arr的二维数组，二维数组中有三个一维数组：
- 每一个一维数组中具体元素也都已初始化
- 第一个一维数组
arr[0] = {3,8,2}; - 第二个一维数组
arr[1] = {2,7}; - 第三个一维数组
arr[2] = {9,0,1,6}; - 第三个一维数组的长度表示方式：
arr[2].length;
注意特殊写法情况：int[] x,y[]; x是一维数组，y是二维数组。
举例1：
int[][] arr = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};//声明与初始化必须在一句完成 int[][] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}}; int[][] arr; arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}}; arr = new int[3][3]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};//错误，静态初始化右边new 数据类型[][]中不能写数字- 1
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举例2：
public class TwoDimensionalArrayInitialize { public static void main(String[] args) { //存储多组成绩 int[][] grades = { {89,75,99,100}, {88,96,78,63,100,86}, {56,63,58}, {99,66,77,88} }; //存储多组姓名 String[][] names = { {"张三","李四", "王五", "赵六"}, {"刘备","关羽","张飞","诸葛亮","赵云","马超"}, {"曹丕","曹植","曹冲"}, {"孙权","周瑜","鲁肃","黄盖"} }; } }- 1
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5.2.3 动态初始化
如果二维数组的每一个数据，甚至是每一行的列数，需要后期单独确定，那么就只能使用动态初始化方式了。动态初始化方式分为两种格式：
格式1：规则二维表：每一行的列数是相同的
//（1）确定行数和列数 元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[m][n]; //其中，m:表示这个二维数组有多少个一维数组。或者说一共二维表有几行 //其中，n:表示每一个一维数组的元素有多少个。或者说每一行共有一个单元格 //此时创建完数组，行数、列数确定，而且元素也都有默认值 //（2）再为元素赋新值 二维数组名[行下标][列下标] = 值;- 1
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举例：
int[][] arr = new int[3][2]; //1.定义了名称为arr的二维数组 //2.二维数组中有3个一维数组 //3.每一个一维数组中有2个元素 //4.一维数组的名称分别为arr[0], arr[1], arr[2] //5.给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：arr[0][1] = 78;- 1
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格式2：不规则：每一行的列数不一样
//（1）先确定总行数 元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[总行数][]; //此时只是确定了总行数，每一行里面现在是null //（2）再确定每一行的列数，创建每一行的一维数组 二维数组名[行下标] = new 元素的数据类型[该行的总列数]; //此时已经new完的行的元素就有默认值了，没有new的行还是null //(3)再为元素赋值 二维数组名[行下标][列下标] = 值;- 1
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举例：
int[][] arr = new int[3][]; //1.二维数组中有3个一维数组。 //2.每个一维数组都是默认初始化值null(注意：区别于格式1) //3.可以对这个三个一维数组分别进行初始化：arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2]; //注：int[][]arr = new int[][3]; //非法- 1
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练习：
/* 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 */ public class Test25DifferentElementCount { public static void main(String[] args){ //1、声明一个二维数组，并且确定行数 //因为每一行的列数不同，这里无法直接确定列数 int[][] arr = new int[5][]; //2、确定每一行的列数 for(int i=0; i<arr.length; i++){ /* arr[0] 的列数是1 arr[1] 的列数是2 arr[2] 的列数是3 arr[3] 的列数是4 arr[4] 的列数是5 */ arr[i] = new int[i+1]; } //3、确定元素的值 for(int i=0; i<arr.length; i++){ for(int j=0; j<arr[i].length; j++){ arr[i][j] = i+1; } } //4、遍历显示 for(int i=0; i<arr.length; i++){ for(int j=0; j<arr[i].length; j++){ System.out.print(arr[i][j] + " "); } System.out.println(); } } }- 1
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5.3 数组的长度和角标
- 二维数组的长度/行数：二维数组名.length
- 二维数组的某一行：二维数组名[行下标]，此时相当于获取其中一组数据。它本质上是一个一维数组。行下标的范围：[0, 二维数组名.length-1]。此时把二维数组看成一维数组的话，元素是行对象。
- 某一行的列数：二维数组名[行下标].length，因为二维数组的每一行是一个一维数组。
- 某一个元素：二维数组名[行下标][列下标]，即先确定行/组，再确定列。
public class Test22TwoDimensionalArrayUse { public static void main(String[] args){ //存储3个小组的学员的成绩，分开存储，使用二维数组。 /* int[][] scores1; int scores2[][]; int[] scores3[];*/ int[][] scores = { {85,96,85,75}, {99,96,74,72,75}, {52,42,56,75} }; System.out.println(scores);//[[I@15db9742 System.out.println("一共有" + scores.length +"组成绩."); //[[：代表二维数组，I代表元素类型是int System.out.println(scores[0]);//[I@6d06d69c //[：代表一维数组，I代表元素类型是int System.out.println(scores[1]);//[I@7852e922 System.out.println(scores[2]);//[I@4e25154f //System.out.println(scores[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3 System.out.println("第1组有" + scores[0].length +"个学员."); System.out.println("第2组有" + scores[1].length +"个学员."); System.out.println("第3组有" + scores[2].length +"个学员."); System.out.println("第1组的每一个学员成绩如下："); //第一行的元素 System.out.println(scores[0][0]);//85 System.out.println(scores[0][1]);//96 System.out.println(scores[0][2]);//85 System.out.println(scores[0][3]);//75 //System.out.println(scores[0][4]);//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4 } }- 1
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5.4 二维数组的遍历
格式：
for(int i=0; i<二维数组名.length; i++){ //二维数组对象.length for(int j=0; j<二维数组名[i].length; j++){//二维数组行对象.length System.out.print(二维数组名[i][j]); } System.out.println(); }- 1
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举例：
public class Test23TwoDimensionalArrayIterate { public static void main(String[] args) { //存储3个小组的学员的成绩，分开存储，使用二维数组。 int[][] scores = { {85,96,85,75}, {99,96,74,72,75}, {52,42,56,75} }; System.out.println("一共有" + scores.length +"组成绩."); for (int i = 0; i < scores.length; i++) { System.out.print("第" + (i+1) +"组有" + scores[i].length + "个学员，成绩如下："); for (int j = 0; j < scores[i].length; j++) { System.out.print(scores[i][j]+"\t"); } System.out.println(); } } }- 1
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5.5 内存解析
二维数组本质上是元素类型是一维数组的一维数组。
int[][] arr = { {1}, {2,2}, {3,3,3}, {4,4,4,4}, {5,5,5,5,5} };- 1
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//1、声明二维数组，并确定行数和列数 int[][] arr = new int[4][5]; //2、确定元素的值 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { for (int j = 0; j < arr.length; j++) { arr[i][j] = i + 1; } }- 1
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//1、声明一个二维数组，并且确定行数 //因为每一行的列数不同，这里无法直接确定列数 int[][] arr = new int[5][]; //2、确定每一行的列数 for(int i=0; i<arr.length; i++){ /* arr[0] 的列数是1 arr[1] 的列数是2 arr[2] 的列数是3 arr[3] 的列数是4 arr[4] 的列数是5 */ arr[i] = new int[i+1]; } //3、确定元素的值 for(int i=0; i<arr.length; i++){ for(int j=0; j<arr[i].length; j++){ arr[i][j] = i+1; } }- 1
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5.6 应用举例
案例1： 获取 arr 数组中所有元素的和。提示：使用 for 的嵌套循环即可。
案例2： 声明：int[] x,y[]; 在给 x,y 变量赋值以后，以下选项允许通过编译的是：声明：int[] x,y[]; 在给x,y变量赋值以后，以下选项允许通过编译的是： a) x[0] = y; //no b) y[0] = x; //yes c) y[0][0] = x; //no d) x[0][0] = y; //no e) y[0][0] = x[0]; //yes f) x = y; //no 提示： 一维数组：int[] x 或者int x[] 二维数组：int[][] y 或者 int[] y[] 或者 int y[][]- 1
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案例3： 使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角。
/*提示: 1. 第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素 2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1 3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素。即： yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j];*/ public class YangHuiTest { public static void main(String[] args) { //1. 动态初始化的方式创建二维数组 int[][] yangHui = new int[10][]; for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) { yangHui[i] = new int[i + 1]; //2. 给数组元素赋值 // 2.1 给外层数组元素中的首元素和末元素赋值 yangHui[i][0] = yangHui[i][i] = 1; //2.2 给外层数组元素中的非首元素和非末元素赋值（难） //if(i > 1){ //从 i == 2 开始执行 for(int j = 1;j < yangHui[i].length - 1;j++){ //非首元素和非末元素的角标范围 yangHui[i][j] = yangHui[i-1][j-1] + yangHui[i-1][j]; } //} } //3. 遍历二维数组 for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) { for (int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) { System.out.print(yangHui[i][j] + "\t"); } System.out.println(); } } }- 1
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六、数组的常见算法
6.1 数值型数组特征值统计
这里的特征值涉及到：平均值、最大值、最小值、总和等。举例1： 数组统计：求总和、均值
public class TestArrayElementSum { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,5,6,1,9}; //求总和、均值 int sum = 0;//因为0加上任何数都不影响结果 for(int i=0; i<arr.length; i++){ sum += arr[i]; } double avg = (double)sum/arr.length; System.out.println("sum = " + sum); System.out.println("avg = " + avg); } }- 1
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举例2： 求数组元素的总乘积
public class TestArrayElementMul { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,5,6,1,9}; //求总乘积 long result = 1;//因为1乘以任何数都不影响结果 for(int i=0; i<arr.length; i++){ result *= arr[i]; } System.out.println("result = " + result); } }- 1
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举例3： 求数组元素中偶数的个数
public class TestArrayElementEvenCount { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,5,6,1,9}; //统计偶数个数 int evenCount = 0; for(int i=0; i<arr.length; i++){ if(arr[i]%2==0){ evenCount++; } } System.out.println("evenCount = " + evenCount); } }- 1
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举例4： 求数组元素的最大值
public class TestArrayMax { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,5,6,1,9}; //找最大值 int max = arr[0]; for(int i=1; i<arr.length; i++){//此处i从1开始，是max不需要与arr[0]再比较一次了 if(arr[i] > max){ max = arr[i]; } } System.out.println("max = " + max); } }- 1
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举例5： 找最值及其第一次出现的下标
public class TestMaxIndex { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,5,6,1,9}; //找最大值以及第一个最大值下标 int max = arr[0]; int index = 0; for(int i=1; i<arr.length; i++){ if(arr[i] > max){ max = arr[i]; index = i; } } System.out.println("max = " + max); System.out.println("index = " + index); } }- 1
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举例6： 找最值及其所有最值的下标
public class Test13AllMaxIndex { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,5,6,1,9,9,3}; //找最大值 int max = arr[0]; for(int i=1; i<arr.length; i++){ if(arr[i] > max){ max = arr[i]; } } System.out.println("最大值是：" + max); System.out.print("最大值的下标有："); //遍历数组，看哪些元素和最大值是一样的 for(int i=0; i<arr.length; i++){ if(max == arr[i]){ System.out.print(i+"\t"); } } System.out.println(); } }- 1
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优化：
public class Test13AllMaxIndex2 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {4,5,6,1,9,9,3}; //找最大值 int max = arr[0]; String index = "0"; for(int i=1; i<arr.length; i++){ if(arr[i] > max){ max = arr[i]; index = i + ""; }else if(arr[i] == max){ index += "," + i; } } System.out.println("最大值是" + max); System.out.println("最大值的下标是[" + index+"]"); } }- 1
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举例7(难)： 输入一个整形数组，数组里有正数也有负数。数组中连续的一个或多个整数组成一个子数组，每个子数组都有一个和。求所有子数组的和的最大值。要求时间复杂度为O(n)。例如：输入的数组为
1,-2,3,-10,-4,7,2,-5，和最大的子数组为3,10,-4,7,2，因此输出为该子数组的和18。public class Test5 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5}; int i = getGreatestSum(arr); System.out.println(i); } public static int getGreatestSum(int[] arr){ int greatestSum = 0; if(arr == null || arr.length == 0){ return 0; } int temp = greatestSum; for(int i = 0;i < arr.length;i++){ temp += arr[i]; if(temp < 0){ temp = 0; } if(temp > greatestSum){ greatestSum = temp; } } if(greatestSum == 0){ greatestSum = arr[0]; for(int i = 1;i < arr.length;i++){ if(greatestSum < arr[i]){ greatestSum = arr[i]; } } } return greatestSum; } }- 1
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举例8：评委打分。 分析以下需求，并用代码实现：
/* ① 在编程竞赛中，有10位评委为参赛的选手打分，分数分别为：5，4，6，8，9，0，1，2，7，3 ② 求选手的最后得分(去掉一个最高分和一个最低分后其余8位评委打分的平均值) */ public class ArrayExer { public static void main(String[] args) { int[] scores = {5,4,6,8,9,0,1,2,7,3}; int max = scores[0]; int min = scores[0]; int sum = 0; for(int i = 0;i < scores.length;i++){ if(max < scores[i]){ max = scores[i]; } if(min > scores[i]){ min = scores[i]; } sum += scores[i]; } double avg = (double)(sum - max - min) / (scores.length - 2); System.out.println("选手去掉最高分和最低分之后的平均分为：" + avg); } }- 1
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6.2 数组元素的赋值与数组复制
举例1： 杨辉三角
举例2： 使用简单数组
(1) 创建一个名为 ArrayTest 的类，在 main() 方法中声明 array1 和 array2 两个变量，他们是 int[] 类型的数组。
(2) 使用大括号 {}，把 array1 初始化为8个素数：2,3,5,7,11,13,17,19。
(3) 显示 array1 的内容。
(4) 赋值 array2 变量等于 array1，修改 array2 中的偶索引元素，使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)。打印出 array1。array2 = array1;思考： array1 和 array2 是什么关系？
拓展： 修改题目，实现 array2 对 array1 数组的复制
举例3： 一个数组，让数组的每个元素去除第一个元素，得到的商作为被除数所在位置的新值。public class Test3 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{12,43,65,3,-8,64,2}; // for(int i = 0;i < arr.length;i++){ // arr[i] = arr[i] / arr[0]; // } for(int i = arr.length -1;i >= 0;i--){ arr[i] = arr[i] / arr[0]; } //遍历arr for(int i = 0;i < arr.length;i++){ System.out.print(arr[i] + " "); } } }- 1
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举例4： 创建一个长度为6的int型数组，要求数组元素的值都在1-30之间，且是随机赋值。同时，要求元素的值各不相同。
public class Test4 { // 5-67 Math.random() * 63 + 5; @Test public void test1() { int[] arr = new int[6]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31) arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1; boolean flag = false; while (true) { for (int j = 0; j < i; j++) { if (arr[i] == arr[j]) { flag = true; break; } } if (flag) { arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1; flag = false; continue; } break; } } for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } } //更优的方法 @Test public void test2(){ int[] arr = new int[6]; for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31) arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1; for (int j = 0; j < i; j++) { if (arr[i] == arr[j]) { i--; break; } } } for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } } }- 1
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举例5：扑克牌。 案例：遍历扑克牌，遍历扑克牌，效果如下图所示：
提示：使用两个字符串数组，分别保存花色和点数，再用一个字符串数组保存最后的扑克牌。/*String[] hua = {"黑桃","红桃","梅花","方片"}; String[] dian = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};*/ public class ArrayExer05 { public static void main(String[] args) { String[] hua = {"黑桃","红桃","梅花","方片"}; String[] dian = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"}; String[] pai = new String[hua.length * dian.length]; int k = 0; for(int i = 0;i < hua.length;i++){ for(int j = 0;j < dian.length;j++){ pai[k++] = hua[i] + dian[j]; } } for (int i = 0; i < pai.length; i++) { System.out.print(pai[i] + " "); if(i % 13 == 12){ System.out.println(); } } } }- 1
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拓展：在上述基础上，增加大王、小王。
举例6： 回形数
从键盘输入一个整数(1~20)，则以该数字为矩阵的大小，把
1,2,3…n*n的数字按照顺时针螺旋的形式填入其中。例如： 输入数字2，则程序输出：1 2 4 3- 1
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输入数字3，则程序输出：
1 2 3 8 9 4 7 6 5- 1
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输入数字4， 则程序输出：
1 2 3 4 12 13 14 5 11 16 15 6 10 9 8 7- 1
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//方式1 public class RectangleTest { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println("输入一个数字"); int len = scanner.nextInt(); int[][] arr = new int[len][len]; int s = len * len; /* * k = 1:向右 * k = 2:向下 * k = 3:向左 * k = 4:向上 */ int k = 1; int i = 0,j = 0; for(int m = 1;m <= s;m++){ if(k == 1){ if(j < len && arr[i][j] == 0){ arr[i][j++] = m; }else{ k = 2; i++; j--; m--; } }else if(k == 2){ if(i < len && arr[i][j] == 0){ arr[i++][j] = m; }else{ k = 3; i--; j--; m--; } }else if(k == 3){ if(j >= 0 && arr[i][j] == 0){ arr[i][j--] = m; }else{ k = 4; i--; j++; m--; } }else if(k == 4){ if(i >= 0 && arr[i][j] == 0){ arr[i--][j] = m; }else{ k = 1; i++; j++; m--; } } } //遍历 for(int m = 0;m < arr.length;m++){ for(int n = 0;n < arr[m].length;n++){ System.out.print(arr[m][n] + "\t"); } System.out.println(); } } }- 1
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//方式2 /* 01 02 03 04 05 06 07 24 25 26 27 28 29 08 23 40 41 42 43 30 09 22 39 48 49 44 31 10 21 38 47 46 45 32 11 20 37 36 35 34 33 12 19 18 17 16 15 14 13 */ public class RectangleTest1 { public static void main(String[] args) { int n = 7; int[][] arr = new int[n][n]; int count = 0; //要显示的数据 int maxX = n-1; //x轴的最大下标 int maxY = n-1; //Y轴的最大下标 int minX = 0; //x轴的最小下标 int minY = 0; //Y轴的最小下标 while(minX<=maxX) { for(int x=minX;x<=maxX;x++) { arr[minY][x] = ++count; } minY++; for(int y=minY;y<=maxY;y++) { arr[y][maxX] = ++count; } maxX--; for(int x=maxX;x>=minX;x--) { arr[maxY][x] = ++count; } maxY--; for(int y=maxY;y>=minY;y--) { arr[y][minX] = ++count; } minX++; } for(int i=0;i<arr.length;i++) { for(int j=0;j<arr.length;j++) { String space = (arr[i][j]+"").length()==1 ? "0":""; System.out.print(space+arr[i][j]+" "); } System.out.println(); } } }- 1
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6.3 数组元素的反转
实现思想： 数组对称位置的元素互换。
public class TestArrayReverse1 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5}; System.out.println("反转之前："); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } //反转 /* 思路：首尾对应位置的元素交换 （1）确定交换几次 次数 = 数组.length / 2 （2）谁和谁交换 for(int i=0; i<次数; i++){ int temp = arr[i]; arr[i] = arr[arr.length-1-i]; arr[arr.length-1-i] = temp; } */ for(int i=0; i<arr.length/2; i++){ int temp = arr[i]; arr[i] = arr[arr.length-1-i]; arr[arr.length-1-i] = temp; } System.out.println("反转之后："); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } } }- 1
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或：
public class TestArrayReverse2 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5}; System.out.println("反转之前："); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } //反转 //左右对称位置交换 for(int left=0,right=arr.length-1; left<right; left++,right--){ //首 与 尾交换 int temp = arr[left]; arr[left] = arr[right]; arr[right] = temp; } System.out.println("反转之后："); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } } }- 1
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6.4 数组的扩容与缩容
数组的扩容
题目：现有数组
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};，现将数组长度扩容1倍，并将10,20,30三个数据添加到 arr 数组中，如何操作？public class ArrTest1 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}; int[] newArr = new int[arr.length << 1]; for(int i = 0;i < arr.length;i++){ newArr[i] = arr[i]; } newArr[arr.length] = 10; newArr[arr.length + 1] = 20; newArr[arr.length + 2] = 30; arr = newArr; //遍历arr for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } } }- 1
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数组的缩容
题目：现有数组
int[] arr={1,2,3,4,5,6,7}。 现需删除数组中索引为4的元素。public class ArrTest2 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}; //删除数组中索引为4的元素 int delIndex = 4; //方案1： /*//创建新数组 int[] newArr = new int[arr.length - 1]; for (int i = 0; i < delIndex; i++) { newArr[i] = arr[i]; } for (int i = delIndex + 1; i < arr.length; i++) { newArr[i - 1] = arr[i]; } arr = newArr; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); }*/ //方案2： for (int i = delIndex; i < arr.length - 1; i++) { arr[i] = arr[i + 1]; } arr[arr.length - 1] = 0; for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } } }- 1
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6.5 数组的元素查找
1、顺序查找 顺序查找：挨个查看。要求：对数组元素的顺序没要求
public class TestArrayOrderSearch { //查找value第一次在数组中出现的index public static void main(String[] args){ int[] arr = {4,5,6,1,9}; int value = 1; int index = -1; for(int i=0; i<arr.length; i++){ if(arr[i] == value){ index = i; break; } } if(index==-1){ System.out.println(value + "不存在"); }else{ System.out.println(value + "的下标是" + index); } } }- 1
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2、二分查找
举例：
实现步骤：
//二分法查找：要求此数组必须是有序的。 int[] arr3 = new int[]{-99,-54,-2,0,2,33,43,256,999}; boolean isFlag = true; int value = 256; //int value = 25; int head = 0;//首索引位置 int end = arr3.length - 1;//尾索引位置 while(head <= end){ int middle = (head + end) / 2; if(arr3[middle] == value){ System.out.println("找到指定的元素，索引为：" + middle); isFlag = false; break; }else if(arr3[middle] > value){ end = middle - 1; }else{//arr3[middle] < value head = middle + 1; } } if(isFlag){ System.out.println("未找打指定的元素"); }- 1
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6.6 数组元素排序
6.6.1 算法概述
定义： 排序：假设含有n个记录的序列为{R1，R2，…,Rn}，其相应的关键字序列为{K1，K2，…,Kn}。将这些记录重新排序为{Ri1,Ri2,…,Rin}，使得相应的关键字值满足条 Ki1<=Ki2<=…<=Kin，这样的一种操作称为排序。通常来说，排序的目的是快速查找。
衡量排序算法的优劣：
时间复杂度：分析关键字的比较次数和记录的移动次数。常见的算法时间复杂度由小到大依次为：Ο(1)＜Ο(log2n)＜Ο(n)＜Ο(nlog2n)＜Ο(n2)＜Ο(n3)＜…＜Ο(2n)＜Ο(n!)空间复杂度：分析排序算法中需要多少辅助内存。一个算法的空间复杂度 S(n) 定义为该算法所耗费的存储空间，它也是问题规模n的函数。稳定性：若两个记录 A 和 B 的关键字值相等，但排序后 A、B 的先后次序保持不变，则称这种排序算法是稳定的。
6.6.2 排序算法概述
排序算法分类：内部排序和外部排序
内部排序：整个排序过程不需要借助于外部存储器（如磁盘等），所有排序操作都在内存中完成。外部排序：参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排序过程放在内存中完成，必须借助于外部存储器(如磁盘)。外部排序最常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。
十大内部排序算法： 数组的排序算法很多，实现方式各不相同，时间复杂度、空间复杂度、稳定性也各不相同：
常见时间复杂度所消耗的时间从小到大排序：O(1) < O(logn) < O(n) < O(nlogn) < O(n^2) < O(n^3) < O(2^n) < O(n!) < O(n^n)。注意，经常将以2为底n的对数简写成logn。
6.6.3 冒泡排序(Bubble Sort)
排序思想：- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大(升序)，就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较为止。
动态演示： https://visualgo.net/zh/sorting
/* 1、冒泡排序（最经典） 思想：每一次比较“相邻（位置相邻）”元素，如果它们不符合目标顺序（例如：从小到大）， 就交换它们，经过多轮比较，最终实现排序。 （例如：从小到大） 每一轮可以把最大的沉底，或最小的冒顶。 过程：arr{6,9,2,9,1} 目标：从小到大 第一轮： 第1次，arr[0]与arr[1]，6>9不成立，满足目标要求，不交换 第2次，arr[1]与arr[2]，9>2成立，不满足目标要求，交换arr[1]与arr[2] {6,2,9,9,1} 第3次，arr[2]与arr[3]，9>9不成立，满足目标要求，不交换 第4次，arr[3]与arr[4]，9>1成立，不满足目标要求，交换arr[3]与arr[4] {6,2,9,1,9} 第一轮所有元素{6,9,2,9,1}已经都参与了比较，结束。 第一轮的结果：第“一”最大值9沉底（本次是后面的9沉底），即到{6,2,9,1,9}元素的最右边 第二轮： 第1次，arr[0]与arr[1]，6>2成立，不满足目标要求，交换arr[0]与arr[1] {2,6,9,1,9} 第2次，arr[1]与arr[2]，6>9不成立，满足目标要求，不交换 第3次：arr[2]与arr[3]，9>1成立，不满足目标要求，交换arr[2]与arr[3] {2,6,1,9,9} 第二轮未排序的所有元素 {6,2,9,1}已经都参与了比较，结束。 第二轮的结果：第“二”最大值9沉底（本次是前面的9沉底），即到{2,6,1,9}元素的最右边 第三轮： 第1次，arr[0]与arr[1]，2>6不成立，满足目标要求，不交换 第2次，arr[1]与arr[2]，6>1成立，不满足目标要求，交换arr[1]与arr[2] {2,1,6,9,9} 第三轮未排序的所有元素{2,6,1}已经都参与了比较，结束。 第三轮的结果：第三最大值6沉底，即到 {2,1,6}元素的最右边 第四轮： 第1次，arr[0]与arr[1]，2>1成立，不满足目标要求，交换arr[0]与arr[1] {1,2,6,9,9} 第四轮未排序的所有元素{2,1}已经都参与了比较，结束。 第四轮的结果：第四最大值2沉底，即到{1,2}元素的最右边 */ public class Test19BubbleSort{ public static void main(String[] args){ int[] arr = {6,9,2,9,1}; //目标：从小到大 //冒泡排序的轮数 = 元素的总个数 - 1 //轮数是多轮，每一轮比较的次数是多次，需要用到双重循环，即循环嵌套 //外循环控制 轮数，内循环控制每一轮的比较次数和过程 for(int i=1; i<arr.length; i++){ //循环次数是arr.length-1次/轮 /* 假设arr.length=5 i=1,第1轮，比较4次 arr[0]与arr[1] arr[1]与arr[2] arr[2]与arr[3] arr[3]与arr[4] arr[j]与arr[j+1]，int j=0;j<4; j++ i=2,第2轮，比较3次 arr[0]与arr[1] arr[1]与arr[2] arr[2]与arr[3] arr[j]与arr[j+1]，int j=0;j<3; j++ i=3,第3轮，比较2次 arr[0]与arr[1] arr[1]与arr[2] arr[j]与arr[j+1]，int j=0;j<2; j++ i=4,第4轮，比较1次 arr[0]与arr[1] arr[j]与arr[j+1]，int j=0;j<1; j++ int j=0; j- 1
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冒泡排序优化（选讲）
/* 思考：冒泡排序是否可以优化 */ class Test19BubbleSort2{ public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9}; //从小到大排序 for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { boolean flag = true;//假设数组已经是有序的 for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) { //希望的是arr[j] < arr[j+1] if (arr[j] > arr[j + 1]) { //交换arr[j]与arr[j+1] int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; flag = false;//如果元素发生了交换，那么说明数组还没有排好序 } } if (flag) { break; } } //完成排序，遍历结果 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.print(arr[i] + " "); } } }- 1
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6.6.4 快速排序
快速排序(Quick Sort) 由
图灵奖获得者Tony Hoare发明，被列为20世纪十大算法之一，是迄今为止所有内排序算法中速度最快的一种，快速排序的时间复杂度为O(nlog(n))。快速排序通常明显比同为 O(nlogn) 的其他算法更快，因此常被采用，而且快排采用了分治法的思想，所以在很多笔试面试中能经常看到快排的影子。排序思想：- 从数列中挑出一个元素，称为 “基准(pivot)”
- 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为 分区(partition) 操作。
- 递归地(recursive) 把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
- 递归的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代(iteration) 中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
动态演示： https://visualgo.net/zh/sorting
图示1：
图示2：第一轮操作：
第二轮操作：
6.6.5 内部排序性能比较与选择
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性能比较
- 从平均时间而言：快速排序最佳。但在最坏情况下时间性能不如堆排序和归并排序。
- 从算法简单性看：由于直接选择排序、直接插入排序和冒泡排序的算法比较简单，将其认为是简单算法。对于 Shell 排序、堆排序、快速排序和归并排序算法，其算法比较复杂，认为是复杂排序。
- 从稳定性看：直接插入排序、冒泡排序和归并排序时稳定的；而直接选择排序、快速排序、 Shell 排序和堆排序是不稳定排序
- 从待排序的记录数n的大小看，n较小时，宜采用简单排序；而n较大时宜采用改进排序。
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选择
- 若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直接插入，应选直接选择排序为宜。
- 若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插入、冒泡或随机的快速排序为宜；
- 若n较大，则应采用时间复杂度为 O(nlgn) 的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。
七、Arrays工具类的使用
java.util.Arrays 类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组(比如排序和搜索)的各种方法。 比如：
数组元素拼接：
static String toString(int[] a): 字符串表示形式由数组的元素列表组成，括在方括号("[]")中。相邻元素用字符 ", "(逗号加空格)分隔。形式为:[元素1,元素2,元素3...] static String toString(Object[] a): 字符串表示形式由数组的元素列表组成，括在方括号("[]")中。相邻元素用字符 ", "(逗号加空格)分隔。 元素将自动调用自己从Object继承的toString方法将对象转为字符串进行拼接，如果没有重写，则返回类型@hash值，如果重写则按重写返 回的字符串进行拼接- 1
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数组排序：
static void sort(int[] a) ：将a数组按照从小到大进行排序 static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) ：将a数组的[fromIndex, toIndex)部分按照升序排列 static void sort(Object[] a) ：根据元素的自然顺序对指定对象数组按升序进行排序。 static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) ：根据指定比较器产生的顺序对指定对象数组进行排序。- 1
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数组元素的二分查找：
static int binarySearch(int[] a, int key) static int binarySearch(Object[] a, Object key) //要求数组有序，在数组中查找key是否存在，如果存在返回第一次找到的下标，不存在返回负数- 1
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数组的复制：
static int[] copyOf(int[] original, int newLength) ：根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组，并返回新数组 static <T> T[] copyOf(T[] original,int newLength)：根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组，并返回新数组 static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) ：复制original原数组的[from,to)构成新数组，并返回新数组 static <T> T[] copyOfRange(T[] original,int from,int to)：复制original原数组的[from,to)构成新数组，并返回新数组- 1
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比较两个数组是否相等：
static boolean equals(int[] a, int[] a2) ：比较两个数组的长度、元素是否完全相同 static boolean equals(Object[] a,Object[] a2)：比较两个数组的长度、元素是否完全相同- 1
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填充数组：
static void fill(int[] a, int val) ：用val值填充整个a数组 static void fill(Object[] a,Object val)：用val对象填充整个a数组 static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val)：将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val值 static void fill(Object[] a, int fromIndex, int toIndex, Object val) ：将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val对象- 1
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举例：java.util.Arrays 类的 sort() 方法提供了数组元素排序功能：
import java.util.Arrays; public class SortTest { public static void main(String[] args) { int[] arr = {3, 2, 5, 1, 6}; System.out.println("排序前" + Arrays.toString(arr)); Arrays.sort(arr); System.out.println("排序后" + Arrays.toString(arr)); } }- 1
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八、数组中的常见异常
8.1 数组角标越界异常
当访问数组元素时，下标指定超出 [0, 数组名.length-1] 的范围时，就会报数组下标越界异常：ArrayIndexOutOfBoundsException。
public class TestArrayIndexOutOfBoundsException { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3}; // System.out.println("最后一个元素：" + arr[3]);//错误，下标越界 // System.out.println("最后一个元素：" + arr[arr.length]);//错误，下标越界 System.out.println("最后一个元素：" + arr[arr.length-1]);//对 } }- 1
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创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是 0，1，2，没有3索引，因此我们不能访问数组中不存在的索引，程序运行后，将会抛出
ArrayIndexOutOfBoundsException数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是 不能出现 的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。
8.2 空指针异常
观察一下代码，运行后会出现什么结果。
public class TestNullPointerException { public static void main(String[] args) { //定义数组 int[][] arr = new int[3][]; System.out.println(arr[0][0]);//NullPointerException } }- 1
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因为此时数组的每一行还未分配具体存储元素的空间，此时 arr[0] 是null，此时访问 arr[0][0] 会抛出
NullPointerException空指针异常。
空指针异常在内存图中的表现
小结：空指针异常情况//举例一： // int[] arr1 = new int[10]; // arr1 = null; // System.out.println(arr1[9]); //举例二： // int[][] arr2 = new int[5][]; // //arr2[3] = new int[10]; // System.out.println(arr2[3][3]); //举例三： String[] arr3 = new String[10]; System.out.println(arr3[2].toString());- 1
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至此今天的学习就到此结束了，笔者在这里声明，笔者写文章只是为了学习交流，以及让更多学习Java语言的读者少走一些弯路，节省时间，并不用做其他用途，如有侵权，联系博主删除即可。感谢您阅读本篇博文，希望本文能成为您编程路上的领航者。祝您阅读愉快！
好书不厌读百回，熟读课思子自知。而我想要成为全场最靓的仔，就必须坚持通过学习来获取更多知识，用知识改变命运，用博客见证成长，用行动证明我在努力。
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