我的日记--数组复习总结

艺多不压身丶

本帖最后由 itheima_llt 于 2015-3-20 09:44 编辑

一、数组的定义
1.1数组的概念
所谓数组，就是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合，就是把有限个类型相同的变量用一个名字命名，然后用编号区分他们的变量的集合，这个名字称为数组名，编号称为下标。组成数组的各个变量称为数组的分量，也称为数组的元素，有时也称为下标变量。数组是在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来的一种形式。这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组。
总结：数组是同一种类型数据的集合，它其实就是一个容器。
1.2数组的好处
一句话概括：可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这些元素。
1.3数组的格式
数组的格式1 元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度]；例如：int[] arr = new int [3];
数组的格式2 元素类型[] 数组名 = new 元素类型[]{元素，元素，......};例如：int[] arr = new int[]{3,5,1,6};int[] arr ={3,5,1,6};
二、数组的内存分配及特点
2.1数组的内存结构
2.1.1栈内存和堆内存的结构图

2.1.1.1栈内存
在方法中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在方法的栈内存中分配，当在一段代码中定义一个变量时，java就在栈内存中为这个变量分配内存空间，当超出变量的作用域后，java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间。简单的说：栈内存是用于存储局部变量，当数据使用完，所占空间会自动释放。
2.1.1.2堆内存
堆内存用来存放由new运算符创建的对象和数组，在堆中分配的内存，由java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。在堆中创建了一个数组或对象后，同时还在栈内存中定义一个特殊的变量。让栈内存中的这个变量的取值等于数组或者对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量，引用变量实际上保存的是数组或对象在堆内存中的地址（也称为对象的句柄），以后就可以在程序中使用栈的引用变量来访问堆中的数组或对象。换言之：- 数组和对象，通过new建立的实例都存放在堆内存中。- 每一个试题都有内存地址。- 实体中的变量都有默认初始化值- 实体不在被使用，会在不确定的时间内被垃圾回收器回首
2.1.1.3其他内存结构

方法区
本地方法区
寄存器

2.2数组的特点

1.数组是相同数据类型的元素的集合
2.数组中的各元素是有先后顺序的，它们在内存中按照这个先后顺序连续存放在一起
3.数组元素用整个数组的名字和它自己在数组中的顺序位置来表示。例如，a[0]表示名字为a的数组中的第一个元素，a[1]代表数组a的第二个元素，以此类推。

三、数组操作常见问题3.1 数组脚标越界异常(java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException)

当访问到了数组中的不存在的脚标时发生的异常，可以根据提示修改。

3.2空指针异常(java.lang.NullPointerException)

arr引用没有指向实体，却在操作实体中的元素。
四、数组常见操作4.1获取最大值和最小值

class ArrayDemo3
{
public static void main(String[] args)
{
//数组的操作：
//获取数组中的元素。通常会用到遍历。
//int[] arr = new int[3];
int[] arr = {3,6,5,1,8,9,67};
//数组中有一个属性可以直接获取到数组元素个数。length.
//使用方式：数组名称.length =
//System.out.println("length:"+arr.length);
//int sum = 0;
/*
for(int x=0; x<arr.length; x++)
{
//sum += arr[x];
System.out.println("arr["+x+"]="+arr[x]+";");//arr[0]=0;
}
*/
//System.out.println(arr);
printArray(arr);
// printArray(arr);
}
//定义功能，用于打印数组中的元素。元素间用逗号隔开。
public static void printArray(int[] arr)
{
System.out.print("[");
for(int x=0; x<arr.length; x++)
{
if(x!=arr.length-1)
System.out.print(arr[x]+", ");
else
System.out.println(arr[x]+"]");
}
}
}

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给定一个数组{5,1,6,4,2,8,9}。

1，获取数组中的最大值，以及最小值。

获取数组中的最大值。
思路：
1，获取最值需要进行比较。每一次比较都会有一个较大的值。因为该值不确定。通过一个变量进行临储。
2，让数组中的每一个元素都和这个变量中的值进行比较。如果大于了变量中的值，就用该该变量记录较大值。
3，当所有的元素都比较完成，那么该变量中存储的就是数组中的最大值了。

步骤：
1，定义变量。初始化为数组中任意一个元素即可。
2，通过循环语句对数组进行遍历。
3，在变量过程中定义判断条件，如果遍历到的元素比变量中的元素大，就赋值给该变量；需要定义一个功能来完成。以便提高复用性。

1，明确结果，数组中的最大元素 int。、
2，未知内容：一个数组。int[]

class ArrayTest
{
public static int getMax(int[] arr)
{
int max = arr[0];
for(int x=1; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]>max)
max = arr[x];
}
return max;
}
/*
获取最大值的另一种方式。
可不可以将临时变量初始化为0呢？可以。这种方式，其实是在初始化为数组中任意一个角标。
*/
public static int getMax_2(int[] arr)
{
int max = 0;
for(int x=1; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]>arr[max])
max = x;
}
return arr[max];
}
/*
获取最小值。
*/
public static int getMin(int[] arr)
{
int min = 0;
for(int x=1; x<arr.length; x++)
{
if(arr[x]<arr[min])
min = x;
}
return arr[min];
}
//获取double类型数组的最大值。因为功能一致，所以定义相同函数名称。以重载形式存在。
/*
public static double getMax(double[] arr)
{
}
*/
public static void main(String[] args)
{
int[] arr ={5,1,6,4,2,8,9};
int max = getMax_2(arr);
int min = getMin(arr);
System.out.println("max="+max);
System.out.println("min="+min);
// boolean[] ar = new boolean[3];
// System.out.println(ar[1]);
}
}

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本帖最后由 itheima_llt 于 2015-3-20 09:47 编辑

4.2排序

4.2.1选择排序
import java.util.*;

/*

对给定数组进行排序。

{5,1,6,4,2,8,9}

*/

class ArrayTest2

{

 /*

选择排序。

内循环结束一次，最值出现头角标位置上。

*/

public static void selectSort(int[] arr)

{

 for (int x=0; x<arr.length-1 ; x++)

 {

 for(int y=x+1; y<arr.length; y++)

 {

 if(arr[x]>arr[y])

 {

 /*

 int temp = arr[x];

 arr[x] = arr[y];

 arr[y]= temp;

 */

 swap(arr,x,y);

 }

 }

 }

}

 /*

发现无论什么排序。都需要对满足条件的元素进行位置置换。

所以可以把这部分相同的代码提取出来，单独封装成一个函数。

*/

public static void swap(int[] arr,int a,int b)

{

 int temp = arr[a];

 arr[a] = arr[b];

 arr[b] = temp;

}

public static void main(String[] args)

{

 int[] arr = {5,1,6,4,2,8,9};

 //排序前；

 printArray(arr);

 //排序

 //selectSort(arr);

 //bubbleSort(arr);

 //Arrays.sort(arr);//java中已经定义好的一种排序方式。开发中，对数组排序。要使用该句代码。

 //排序后：

 printArray(arr);

 }

 public static void printArray(int[] arr)

{

 System.out.print("[");

 for(int x=0; x<arr.length; x++)

 {

 if(x!=arr.length-1)

 System.out.print(arr[x]+", ");

 else

 System.out.println(arr[x]+"]");

 }

}

}
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4.2.2冒泡排序
/*

冒泡排序

*/

 public static void bubbleSort(int[] arr)

{

 for(int x=0; x<arr.length-1; x++)

 {

 for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++)//-x:让每一次比较的元素减少，-1：避免角标越界。

 {

 if(arr[y]<arr[y+1])

 {

 /*

 int temp = arr[y];

 arr[y] = arr[y+1];

 arr[y+1] = temp;

 */

 swap(arr,y,y+1);

 }

 }

 }

}
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4.3折半查找

数组的查找操作。

练习：有一个有序的数组，想要将一个元素插入到该数组中，
还要保证该数组是有序的。如何获取该元素在数组中的位置。

import java.util.*;

class ArrayTest4

{

public static void main(String[] args)

{

// int[] arr = {3,2,1,5,4,2,9};

// int index = getIndex(arr,2);

// System.out.println("index="+index);

int[] arr = {2,4,5,7,8,19,32,45};//8

int index = getIndex_2(arr,190);

System.out.println("index="+index);

// int x = Arrays.binarySearch(arr,190);//java提供好的一个进行折半查找的功能。开发时使用这个。

// System.out.println("x="+x);

}

public static int getIndex_2(int[] arr,int key)

{

int min = 0,max = arr.length-1,mid;

while(min<=max)

{

mid = (max+min)>>1;

if(key>arr[mid])

min = mid + 1;

else if(key<arr[mid])

max = mid - 1;

else

return mid;

}

return min;

}

/*

折半的第二种方式。

*/

public static int halfSearch_2(int[] arr,int key)

{

int min = 0,max = arr.length-1,mid;

while(min<=max)

{

mid = (max+min)>>1;

if(key>arr[mid])

min = mid + 1;

else if(key<arr[mid])

max = mid - 1;

else

return mid;

}

return -1;

}

/*

折半查找。提高效率，但是必须要保证该数组是有序的数组。

*/

public static int halfSearch(int[] arr,int key)

{

int min,max,mid;

min = 0;

max = arr.length-1;

mid = (max+min)/2;

while(arr[mid]!=key)

{

if(key>arr[mid])

min = mid + 1;

else if(key<arr[mid])

max = mid - 1;

if(min>max)

return -1;

mid = (max+min)/2;

}

return mid;

}

//定义功能，获取key第一次出现在数组中的位置。如果返回是-1，那么代表该key在数组中不存在。

public static int getIndex(int[] arr,int key)

{

for(int x=0; x<arr.length; x++)

{

if(arr[x]==key)

return x;

}

return -1;

}

}
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五、数组中的数组5.1二维数组
格式1：int[][] arr = new int[3][2];

定义了名称为arr的数组
二维数组中有3个一维数组
每一个一位数组中有2个元素
一位数组的名称分别为arr[0],arr[1],arr[2];
给第一个一维数组1脚标位赋值为78的写法是:arr[0][1]=78;

格式2：Int[][] arr = new int[3][];

二位数组中有3个一维数组
每个一维数组都是默认初始化值为NULL
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];

格式3：int[][]arr = {{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};

定义一个名称为arr的二维数组
二维数组中的又三个一维数组
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};
第三个一维数组的长度表示方式： arr[2].length;

5.2进制转换 1.十进制转二进制

2.十进制转十六进制
3.查表法–十进制转十六进制
4.查表法：十进制转二进制
5.进制转化优化

package test;

public class Demo7 {

public static void main(String[] args) {

toBin(-6);

}

//查表法：十进制转二进制

private static void toBin(int num)

{

//建立一个字符数组，存储二进制元素

char[] chs = {'0','1'};

//建立一个临时字符数组，存计算结果

char[] arr = new char[32];

//定义一个指针，指向数组表表尾

int pos =arr.length;

//循环计算

while(num != 0 )

{

int temp = num & 1;

arr[--pos] = chs[temp];

num = num >>>1;

}

//遍历输出二进制

for(int i = pos; i < arr.length; ++i)

{

System.out.print(arr[i]);

}

}

}
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package test;

/**

* 进制转换优化

* @author 廖林涛

*

*/

public class Demo8 {

public static void main(String[] args) {

//toHex(10);

//toOct(10);

toBin(10);

}

//十进制转十六进制

private static void toHex(int num)

{

trans(num,15,4);

}

//十进制转八进制

private static void toOct(int num)

{

trans(num,7,3);

}

//十进制转二进制

private static void toBin(int num)

{

trans(num,1,1);

}

private static void trans(int num,int base ,int offset)

{

//num：要转的十进制数；base：与运算的基数；offset:num偏移的位数

//如果输入0,则直接输出0

if(num == 0)

{

System.out.println(0);

}

//查表法：建立一个包含基本元素的表

char[] chs = new char[]{'0','1','2','3',

'4','5','6','7',

'8','9','A','B',

'C','D','E','F'};

//建立一个临时容器存储

char[] arr = new char[32];

//建立一个指针

int pos = arr.length;

//循环

while(num != 0)

{

int temp = num & base;

arr[--pos] = chs[temp];

num = num >>> offset;

}

//循环遍历输出

for(int i = pos ;i < arr.length;++i)

{

System.out.print(arr[i]);

}

}

}
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itheima_llt · itheima_llt

package test;public class Demo4 {public static void main(String[] args) {toBin(6);

}//十进制转二进制

private static void toBin(int num)

{

StringBuffer sb = new StringBuffer();

while(num>0)

{

sb.append(num%2);

num = num>>1;

}

System.out.println(sb.reverse());

}

}
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package test;public class Demo5 {

public static void main(String[] args) {

toHex(60);

}//十进制转16进制

private static void toHex(int num)

{

StringBuffer sb = new StringBuffer();

for(int x = 0;x < 8;++x)

{

int temp = num & 15;

if(temp > 9)

{

sb.append((char)(temp-10+'A'));

}

else

sb.append(temp);

num = num >>>4;

}

System.out.println(sb.reverse());

}

}
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package test;public class Demo6 {public static void main(String[] args) {

toHex(-60);}//十进制转16进制：

//查表法

//建立一个容器：字符数组装16进制的元素

//

private static void toHex(int num)

{

char[] chs = {'0','1','2','3',

'4','5','6','7',

'8','9','A','B',

'C','D','E','F'};

//建立一个容器，装计算得到的十六进制值

char[] arr = new char[8];

//建立一个指针，指示存储位置

int pos = arr.length;

while(num != 0)

{

int temp =num & 15;

arr[--pos] = chs[temp];

num = num >>> 4;

}//存储数据的遍历

for(int i = pos;i<arr.length;++i)

{

System.out.print(arr[i]);

}

}}
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