Java 數組及數組常用算法

1 數組也是一種類型

• Java中要求所有的數組元素具有相同的數據類型。因此在一個數組中，數組元素的類型是唯一的，不能存儲多種類型的數據。
• 一旦數組的初始化完成，數組在內存中所占的空間將被固定下來，因此數組的長度不可以被改變。即使某個數組元素的數據被清空，他占的空間依然被保留，依然屬於該數組，數組的長度依然不變。
• Java的數組既可以存儲基本類型的數據，也可以存儲引用類型的數據，只要所有的數組元素具備相同的類型即可。
• 值得指出的是，數組也是一種數據類型，是引用類型。所以可以把數組作為數組的元素，也就構成了二維數組

2 定義一個數組

　　數組的定義可以采用兩種方法，推薦采用第一種，這樣變量的類型是數組這一概念更加直接。

(1) type[] arrayName;
(2) type arrayName[];

　　數組是一個引用類型的變量，因此使用它定義一個變量時，僅僅表示定義了一個引用變量（也就是定義了一個指針），這個引用變量還未指向任何有效的內存，因此定義數組時並沒有指定數組的長度，這個應用變量並沒有指向任何有效的內存空間，所以還不能被使用，需要對其初始化。

3 初始化數組

　　注意，不要在進行初始化時，既指定數組的長度也為每個數組元素分配初始值。 一般采用下列方法中的一種。

3.1 靜態初始化

　　初始化時由程序員顯示指定每個數組元素的初始值，由系統決定數組長度。

arrayName = new type[] {element1 , element2 , element3 , element4...};

• 此處的type必須與定義數組變量時所用的type相同，也可以是定義時的type的子類
• 執行靜態初始化時，顯示指定的數組元素值的類型必須與new關鍵字后面的type類型相同，或者時其子類的實例。

3.2 動態初始化

　　初始化時程序員只指定數組長度，由系統為數組元素分配初始值。

arrayName = new type[length];

3.3 更簡潔的方法

　　如果我們在定義的時候就對數組進行靜態初始化，可以用一種更簡潔的方法。

type[] arrayName = {element1 , element2 , ...};

4 遍歷數組

　　Java為數組提供了一個更簡單的循環，foreach循環。這種循環會自動遍歷數組和集合，更加簡潔。使用foreach時無需獲得數組和集合的長度，無需根據指引訪問數組元素和集合元素。語法：

for(type variableName : array |collection){
//variableName 自動迭代訪問每個元素
}　

　　variableName 是一個形參名，foreach 會自動將數組元素依次賦給該變量。冒號后面寫數組名或集合名

　　foreach 方法不能修改原數組的值，只能讀取，因為我們在語句里面直接訪問的是形參，而不是數組本身，foreach 會自動將數組的值賦給形參供我們提取。

5 深入數組（內存）

　　在這里我們假設定義的是 int[] 類型。

• 在我們定義一個數組變量的時候，系統會在棧內存存放一個變量，這個變量的類型是引用類型，這個變量的值為 null ，並不指向任何有效的內存空間。

   

• 接着我們用 new 關鍵字為其創建了一個 int[] 類型的對象，這個對象存放在系統的堆內存中，在用“=”將其賦給變量的時候，實際上是將堆內存里對象的地址賦給了變量，這時候就可以通過”arrayName[index]“的方式訪問數組的值。這里假設數組長度是5。

 

• 假設我們再創建一個數組變量 array2，並將 arrayName 賦給它，這時候 array2 接受到的實際是 arrayName 變量存儲的地址，所以這兩個變量將指向同一個數組。若我們把 1 賦給array2[0]，這時候我們打印 arrayName[0] 的時候會發現，它的值也是1，這是因為它們指向的是同一個內存中存儲的值。

6 數組常用方法

6.1 插入算法

　　一個數組有序，添加一個元素后，數組依然有序。

public class AddNumToArray{
	public static void main(String[] args){
		// 一個有序的數組,向該數組中添加一個元素，數組依然有序。
		int[] arr = {1,3,7,9,12,20,0};
		int t = 0;
		// 【1】找位置
		int loc = -1; // 表示t應該添加到的位置
		for(int i = 0;i<arr.length-1;i++){
			if(arr[i] >= t){
				loc = i;
				break;
			}
		}
		System.out.println("loc = "+loc);
		if(loc < 0){ // 沒找到合適的位置
			arr[arr.length-1] = t;
		}else{
		// 【2】依次后移
			for(int j=arr.length-1;j>loc;j--){
			arr[j] = arr[j-1];
			}
		// 【3】添加插入的值
			arr[loc] = t;
		}
		// 驗證
		for(int i = 0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+"\t");
		}
	}
}

　　

6.2 刪除算法

　　從數組中刪除一個數據，繼續保持有序排列

public class DeleteNumFromArray{
	public static void main(String[] args){
		// 刪除算法
		int[] arr = {1,3,7,9,12,20};
		int t = 1;
		// 【1】找位置
		int loc = -1;
		for(int i=0;i<arr.length;i++){
			if(t == arr[i]){
				loc = i;
				break;
			}
		}
		// 【2】移動元素
		if(loc < 0){
			System.out.println(t+"在數組中不存在");
		}else{
			for(int j = loc;j<arr.length-1;j++){
				arr[j] = arr[j+1];
			}
			// 【3】最后一個元素置0
			arr[arr.length-1] = 0;
		}
		// 驗證
		for(int i = 0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+"\t");
		}
	}
}

　　

6.3 冒泡排序法

　　將無序數組按順序排列

public class Test10{
	public static void main(String[] args){
		// 對一個無序的數組進行排序
		int[] arr = {10,5,3,4,2,9,7};
		int tmp = 0;
		for(int i=0;i<arr.length-1;i++){ // 外層控制趟數
			for(int j=0;j<arr.length-1-i;j++){ // 兩兩比較
				if(arr[j]>arr[j+1]){
					tmp = arr[j];
					arr[j] = arr[j+1];
					arr[j+1] = tmp;
				}
			}
		}
		for(int i=0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+"\t");
		}
	}
}