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Java-陣列詳解

2021-10-30 09:13:40 後端開發

目錄

一.陣列的基本用法

1.什么是陣列

2.創建陣列

動態初始化

靜態初始化

3.陣列的基本使用

獲取陣列長度

訪問陣列元素

遍歷陣列元素

以字串列印陣列

二.陣列作為方法的引數

1.基本用法

2.理解參考型別

傳內置型別

傳參考型別

3. 認識null

4.初識 JVM 記憶體區域劃分

三.陣列作為方法的回傳值

四.陣列的拷貝

1.for回圈進行拷貝

2.Arrays.copyOf進行拷貝

3. Arrays.copyOfRange進行拷貝

4.通過System.arraycopy進行拷貝

5.通過array.clone()進行拷貝

6.深拷貝和淺拷貝

五.陣列經典習題

1.查找最大元素

2.求陣列中元素的平均值

3.查找陣列中指定元素

順序查找

二分查找

4.檢查陣列的有序性

5.陣列排序

冒泡排序

Arrays.sort

6.陣列逆序

7.陣列數字排列

六.二維陣列

1.基本語法

2.代碼示例

3.具體用法

總結-思維導圖

一.陣列的基本用法

1.什么是陣列

陣列：儲存一組相同資料型別的資料的集合

本質：就是讓我們能 "批量" 創建相同型別的變數

舉例：比如我們創建一個整型變數可以使用int a = 1；那么如果創建多個整型變數就可以使用陣列int [] array = {...}

注意事項：需要注意的是，在Java中，陣列儲存的變數必須是同一型別！！

2.創建陣列

動態初始化

基本語法：資料型別[] 陣列名稱 = new 資料型別 [] { 初始化資料 };

接下來舉個例子來深入理解一下：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,3,4,5};
    }
}

靜態初始化

基本語法：資料型別[] 陣列名稱 = { 初始化資料 };

同樣的，我們來舉個例子：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array2 = {1,2,3,4,5,6};
    }
}

需要注意的是: 靜態初始化的時候, 陣列元素個數和初始化資料的格式是一致的

3.陣列的基本使用

獲取陣列長度

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,3,4,5};
        System.out.println("length:"+array.length);
    }
}

使用 array.length 能夠獲取到陣列的長度，" . " 這個操作為成員訪問運算子，后面在面向物件中會經常用到

訪問陣列元素

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,3,4,5};
        System.out.println(array[0]);
        System.out.println(array[1]);
        System.out.println(array[2]);
        System.out.println(array[3]);
        System.out.println(array[4]);
    }
}

1.使用 [ ] 按下標取陣列元素，需要注意的是，下標從 0 開始計數，所以下標訪問操作不能超出有效范圍 [0, length - 1] ，如果超出有效范圍，會出現下標越界例外

2. 使用 [ ] 操作既能讀取資料, 也能修改資料

遍歷陣列元素

法一：使用for回圈遍歷陣列元素

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

法二：使用for each回圈遍歷陣列元素

for each回圈：又稱增強for回圈，是 for 回圈的另外一種使用方式，能夠更方便的完成對陣列的遍歷，可以避免回圈條件和更新陳述句寫錯，但是for each回圈是拿不到下標的，用在集合中比較多 

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

以字串列印陣列

如果我們要列印一個陣列，除了寫一個列印方法外還能怎么列印呢？首先我們來試一下直接列印，列印出來是：[I@1b6d3586，這顯然不是我們想要的，直接列印行不通，這時候我們就需要借助Java的操作陣列的工具類Arrays.toString，將引數的陣列以字串的形式進行輸出

import java.util.Arrays;//匯入陣列工具類包
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

二.陣列作為方法的引數

1.基本用法

public class Demo {
    public static void printArray(int[] a){
        for (int x : a) {
            System.out.print(x+" ");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int [] array = {1,2,3,4,5};
        printArray(array);
    }
}

在這里，你可以看到int [] a是形參，而int [] array是實參

2.理解參考型別

傳內置型別

public class Demo2 {
    public static void func(int x){
        x = 10;
        System.out.println("x:"+x);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int num = 20;
        func(num);
        System.out.println("num:"+num);
    }
}

我們發現，修改形參x的值，并不影響實參num的值！

傳參考型別

//以傳輸組為例
public class Demo3 {
    public static void exchange(int[] array){
        int temp = array[0];
        array[0] = array[1];
        array[1] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array ={1,2,3,4,5};
        System.out.println("交換前：");
        System.out.println("array[0]="+array[0]+",array[1]="+array[1]);
        exchange(array);
        System.out.println("交換后：");
        System.out.println("array[0]="+array[0]+",array[1]="+array[1]);
    }
}

通過這個運行結果我們可以發現，以陣列為引數傳參就可以修改變數的值，這是為什么呢？

1.原來，此時的array是一個參考變數，里面儲存的是變數的地址，

2.參考指向的是物件，前面提到了物件儲存在堆上面！Java中是能拿到堆上的地址的！

接下來再通過圖來具體分析一下來幫助理解：

關于參考的注意事項：

1.參考一定在堆疊上嗎？這取決與變數的性質，如果是區域變數，就一定在堆疊上，如果是實體化成員變數就不一定了

2.一個參考能同時指向多個物件嗎？不能！一個參考只能有一個物件！

3. 認識null

null：在 Java 中表示 "空參考" ， 也就是一個無效的參考

接下來通過代碼讓大家具體感受一下 

public class Demo4 {
    public static void exchange(int[] array){
        int temp = array[0];
        array[0] = array[1];
        array[1] = temp;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        exchange(null);
    }
}

代碼運行時報錯了，我們來具體分析一下報錯原因以及解決方案

在傳參考的時候null會報出空指標例外，null的作用類似于C語言中的null，都表示一個無效的記憶體位置，因此不能進行任何讀取操作

4.初識 JVM 記憶體區域劃分

接下來一張圖帶你詳細了解JVM區域劃分

這里補充一下Native 方法: JVM 是一個基于 C++ 實作的程式，在 Java 程式執行程序中，本質上也需要呼叫 C++ 提供的一些函式進行和作業系統底層進行一些互動，因此在 Java 開發中也會呼叫到一些 C++ 實作的函式，這里的 Native 方法就是指這些 C++ 實作的，再由Java 來呼叫的函式

三.陣列作為方法的回傳值

我們來寫一個方法將陣列元素都乘以2

import java.util.Arrays;
public class Demo4 {
    public static void transform(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = array[i] * 2;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        transform(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

這樣寫沒有任何問題，但是會破壞原來陣列，如果我們不希望破壞原來陣列，應該怎樣寫呢？這時候需要在方法內部創建一個新的陣列，并且回傳該陣列，接下來看看具體的代碼實作

import java.util.Arrays;
public class Demo4 {
    public static int[] transform(int[] array) {
        int[] array2 = new int[array.length];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array2[i]=2*array[i];
        }
        return array2;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] ret = transform(array);//創建一個陣列來接收array2
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
}

這樣做就可以不破壞原來陣列啦！同時，由于陣列是參考型別，回傳的時候只是將這個陣列的首地址回傳給函式呼叫者， 沒有拷貝陣列內容, 從而比較高效

四.陣列的拷貝

1.for回圈進行拷貝

import java.util.Arrays;
public class Demo5 {
    public static int[] copyArray(int[] array){
        int[] copy = new int[array.length];//定義一個陣列的大小
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            copy[i] = array[i];
        }
        return copy;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(Arrays.toString(copyArray(array)));
    }
}

2.Arrays.copyOf進行拷貝

我們通過幫助手冊來了解一下copyOf的作用和使用方法：copyOf(需要拷貝的陣列，拷貝的長度)

接下來通過代碼實作

import java.util.Arrays;
public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] ret = Arrays.copyOf(array,array.length);
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
}

3. Arrays.copyOfRange進行拷貝

通過Arrays.copyOfRange拷貝區域

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] ret = Arrays.copyOfRange(array,0,5);
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
}

相信看到 下標為5還不越界 這里一定有些懵， 這是因為Java的from和to都是左閉右開的，這里的to 5相當于<5，那就是取到4這里！

4.通過System.arraycopy進行拷貝

在使用Arrays.copyOf進行拷貝的時候，我們將游標移動到Arrays.copyOf上，按下ctrl鍵，可以得到

發現Arrays.copyOf呼叫了System.arraycopy，我們按住ctrl，點擊System.arraycopy分析一下用法

import java.util.Arrays;
public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] copy = new int[array.length];
        System.arraycopy(array,0,copy,0,array.length);
        System.out.println(Arrays.toString(copy));
    }
}

5.通過array.clone()進行拷貝

.clone()會產生一個副本，里面的內容和原來的陣列一模一樣

import java.util.Arrays;
public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] copy = array.clone();
        System.out.println(Arrays.toString(copy));
    }
}

6.深拷貝和淺拷貝

首先來了解一下這倆的概念：

深拷貝：修改拷貝后的陣列不會影響到原陣列

淺拷貝：修改拷貝后的陣列會影響到原陣列

總結：想要達到深拷貝，需要對物件本身進行拷貝，剛剛我們所舉得例子全是深拷貝，

如果陣列放的是基本資料型別，就是深拷貝，如果陣列放的是參考型別那就是淺拷貝，

五.陣列經典習題

溫故而知新，接下來提供一些經典習題供讀者練習，同時附上筆者解法，如有錯誤，請斧正！

1.查找最大元素

給定一個整型陣列, 找到其中的最大元素 (找最小元素同理)

public class Test1 {
    public static void findMax(int[] array){
        int max = array[0];//從0下標開始尋找
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if(array[i]>max){
                max = array[i];
            }
        }
        System.out.println(max);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,5,7,9,11};
        findMax(array);
    }
}

2.求陣列中元素的平均值

給定一個整型陣列, 求平均值 

public class Test2 {
    public static double average(int[] array){
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            sum += array[i];
        }
        double num = (double)sum/(double)array.length;
        return num;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(average(array));
    }
}

3.查找陣列中指定元素

給定一個陣列, 再給定一個元素, 找出該元素在陣列中的位置.

順序查找

public class Test3 {
    public static int find(int[] array,int toFind){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if (array[i] == toFind){
                return i;
            }
        }
        return -1;//表示未找到
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5,6};
        System.out.println(find(array,5));
    }
}

二分查找

二分查找有個缺陷，就是只能查找全是升序或者降序的陣列，接下來以升序為例 

public class Test4 {
    public static int binarySearch(int[] array,int toFind){
        int left = 0;
        int right = array.length-1;
        while(left<=right){
            int mid =(right+left)/2;
            if(toFind>array[mid]){//在右半區去找，并且縮小范圍
                left = mid+1;
            }else if(toFind<array[mid]){//在左半區去找，并且縮小范圍
                right = mid-1;
            }else{
                return mid;
            }
        }
        return -1;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5,6};
        System.out.println(binarySearch(array,2));
    }
}

4.檢查陣列的有序性

給定一個整型陣列, 判斷是否該陣列是有序的(升序) 

public class Test5 {
    public static boolean func(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if(array[i]<array[i+1]){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(func(array));
    }
}

5.陣列排序

給定一個陣列, 讓陣列升序 (降序) 排序

冒泡排序

import java.util.Arrays;
public class Test6 {
    public static void bubbleSort(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array.length-1-i ; j++) {
                if(array[j]>array[j+1]){
                    int temp = array[j+1];
                    array[j+1] = array[j];
                    array[j] = temp;
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,8,9,5,4};
        bubbleSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

Arrays.sort

冒泡排序性能較低. Java 中內置了更高效的排序演算法：Array.sort

import java.util.Arrays;
public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,8,9,5,4};
        Arrays.sort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

6.陣列逆序

給定一個陣列, 將里面的元素逆序排列

思路：給定兩個下標分別指向第一個元素和最后一個元素，讓這兩個元素交換，然后再實作自增和自減，重復該操作，直到走到陣列的最中間 

import java.util.Arrays;
public class Test7 {
    public static void reverse(int[] array){
        int left = 0;
        int right = array.length-1;
        while(left < right){
            int temp = array[left];
            array[left] = array[right];
            array[right] = temp;
            left++;
            right--;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        reverse(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

7.陣列數字排列

給定一個整型陣列, 將所有的偶數放在前半部分, 將所有的奇數放在陣列后半部分

基本思路：設定兩個下標分別指向第一個元素和最后一個元素， 用前一個下標從左往右找到第一個奇數，用后一個下標從右往左找到第一個偶數，然后交換兩個位置的元素. 依次回圈即可 

import java.util.Arrays;
public class Test8 {
    public static void transform(int[] array){
        int left = 0;
        int right = array.length-1;
        while(left < right){
            while(left<right && array[left]%2==0){
                left++;//如果是偶數，則去判斷下一個元素
            }
            while(left<right && array[right]%2!=0){
                right--;//如果是奇數，則去判斷下一個元素
            }
            //交換奇數和偶數
            int temp = array[left];
            array[left] = array[right];
            array[right] = temp;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,6,8,9,7};
        transform(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

六.二維陣列

1.基本語法

資料型別[ ][ ] 陣列名稱 = new 資料型別 [行數][列數] { 初始化資料 };

Java中二維陣列可以省略列，不能省略行

int[][]array = {{1,2,},{3,4},{5,6}};
int[][]array2 = new int[3][2];
int[][]array3 = new int[][]{{1,2,},{3,4},{5,6}};

2.代碼示例 

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = {
                {1, 2, 3, 4},
                {5, 6, 7, 8},
                {9, 10, 11, 12}
        };
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                System.out.printf("%d\t", arr[i][j]);
            }
            System.out.println("");
        }
    }
}

3.具體用法

二維陣列的具體用法與一維陣列類似，這里不再贅述

總結-思維導圖

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/341865.html

標籤：java

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  • 【C++】Microsoft C++、C 和匯編程式檔案

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  • 例外宣告

    相比于斷言適用于排除邏輯上不可能存在的狀態，例外通常是用于邏輯上可能發生的錯誤。 例外宣告 Item 1：當函式不可能拋出例外或不能接受拋出例外時，使用noexcept 理由 如果不打算拋出例外的話，程式就會認為無法處理這種錯誤，并且應當盡早終止，如此可以有效地阻止例外的傳播與擴散。 示例 //不可 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:27 more
  • Codeforces 1400E Clear the Multiset(貪心 + 分治)

    鏈接：https://codeforces.com/problemset/problem/1400/E 來源：Codeforces 思路：給你一個陣列，現在你可以進行兩種操作，操作1：將一段沒有 0 的區間進行減一的操作，操作2：將 i 位置上的元素歸零。最終問：將這個陣列的全部元素歸零后操作的最少 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:30 more
  • UVA11610 【Reverse Prime】

    本人看到此題沒有翻譯，就附帶了一個自己的翻譯版本 思考 這一題，它的第一個要求是找出所有 $7$ 位反向質數及其質因數的個數。 我們應該需要質數篩篩選1~$10^{7}$的所有數，這里就不慢慢介紹了。但是，重讀題，我們突然發現反向質數都是 $7$ 位，而將它反過來后的數字卻是 $6$ 位數，這就說明 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:36 more
  • 統計區間素數數量

    1 #pragma GCC optimize(2) 2 #include <bits/stdc++.h> 3 using namespace std; 4 bool isprime[1000000010]; 5 vector<int> prime; 6 inline int getlist(int ......

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    1、C中的const 1、區域const變數存放在堆疊區中，會分配記憶體（也就是說可以通過地址間接修改變數的值）。測驗代碼如下： 運行結果： 2、全域const變數存放在只讀資料段（不能通過地址修改，會發生寫入錯誤）， 默認為外部聯編，可以給其他源檔案使用（需要用extern關鍵字修飾） 運行結果： ......

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  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC添加資源不懂如何修改資源宏ID

    1. 首先在資源視圖中，添加資源 2. 點擊新添加的資源，復制自動生成的ID 3. 在解決方案資源管理器中找到Resource.h檔案，編輯，使用整個專案搜索和替換的方式快速替換 宏宣告 4. Ctrl+Shift+F 全域搜索，點擊查找全部，然后逐個替換 5. 為什么使用搜索替換而不使用屬性視窗直 ......

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  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC不懂的批量添加資源

    1. 打開資源頭檔案Resource.h，在其中預先定義好宏 ID（不清楚其實ID值應該設定多少，可以先新建一個相同的資源項，再在這個資源的ID值的基礎上遞增即可） 2. 在資源視圖中選中專案資源，按F7編輯資源檔案，按 ID 型別 相對路徑的形式添加 資源。（別忘了先把檔案拷貝到專案中的res檔案 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:19 more
  • C/C++編程筆記：關于C++的參考型別，專供新手入門使用

    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考，也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名，方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考，這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間，占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名，但 ......

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  • 【C/C++編程筆記】從頭開始學習C ++：初學者完整指南

    眾所周知，C ++的學習曲線陡峭，但是花時間學習這種語言將為您的職業帶來奇跡，并使您與其他開發人員區分開。您會更輕松地學習新語言，形成真正的解決問題的技能，并在編程的基礎上打下堅實的基礎。 C ++將幫助您養成良好的編程習慣（即清晰一致的編碼風格，在撰寫代碼時注釋代碼，并限制類內部的可見性），并且由 ......

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    Rust中的智能指標是什么 智能指標（smart pointers）是一類資料結構，是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標（pointer）是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考，或 ” 指向”（points at）一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

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    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

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    本文首發于公眾號：Hunter后端 原文鏈接：Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類，Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期，比如我們可以提取一個日期欄位的年份，月份，日等資料 Trunc() 的作用則是截取，比如 2022-0 ......

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    更新完微信服務號的模板訊息之后，我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了！之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請，沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

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