数组的定义

• 数组是相同类型数据的有序集合
• 数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后次序排列组合而成
• 其中，每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们

数组的声明创建

• 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：

  dataType[] arrayRefVar; //首选的方法
  dataType arrayRefVar[]; //效果相同，但不是首选方法

• Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下

  dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraysize];

• 数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始

• 可以通过 arrays.length 来获取数组的长度

内存分析

• Java内存
  • 堆
    • 存放new的对象和数组
    • 可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用
  • 栈
    • 存放基本变量类型（会包含这基本类型的具体数值）
    • 引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
  • 方法区
    • 可以被所有的线程共享
    • 包含了所有的class和static变量

三种初始化

• 静态初始化

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

• 动态初始化

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

• 数组的默认初始化

  • 数组是引用类型，它的元素相当于类的实例变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也就按照实例变量的方式被隐式初始化

数组的四个基本特点

• 其长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小是不可以改变的
• 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型
• 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型
• 数组变量属于引用类型，数组可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的 ，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中的

数组边界

• 下标的合法区间：[0, length-1], 如果越界就会报错
• ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界异常
• 小结
  • 数组是相同数据类型（数据类型可以为任意类型）的有序集合
  • 数组也是对象。数组元素相当于对象的成员变量
  • 数组长度是确定的，不可变的。如果越界，则会报异常

数组使用

• 普通For循环

• For-Each循环

  //JDK1.5, 没有下标
  for (int array : arrays){
      System.out.println(array);
  }

• 数组作方法入参

  public static void printArray(int[] arrays){
      for (int array : arrays){
          System.out.println(array);
      }
  }

• 数组作返回值

  public static int[] reverse(int[] arrays){
      int n = arrays.length;
      int[] result = new int[n];
      for (int i = 0; i < n; i++){
          result[i] = arrays[n - i - 1];
      }
      return result;
  }

多维数组

• 多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个二维数组

• 二维数组

  int[][] a = new int[2][5];
  int[][] b = {{1, 2}, {2, 3}, {3, 4}};

Arrays类

• 数组的工具类java.util.Arrays
• 由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用，但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用，从而可以堆数据对象进行一些基本的操作
• 查看JDK帮助文档
• Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用的时候可以直接使用类名进行调用，而不用使用对象来调用（是不用而不是不能）
• 具有以下常用功能：
  • 给数组赋值：通过fill方法
  • 对数组排序：通过sort方法，按升序
  • 比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等
  • 查找数组元素：通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

冒泡排序

• 冒泡排序是最为出名的排序算法之一，总共有八大排序
• 冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较
• 冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)

稀疏数组

• 当一个数组总大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组

• 稀疏数组的处理方式

  • 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
  • 把具有不同值的元素和行列及值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序规模

  //创建一个10*10的数组，并给其中某些项赋值
  int[][] array1 = new int[10][10];
  array1[3][5] = 7;
  array1[8][3] = 9;
  //统计数组中有多少个非零值
  int n = 0;
  for (int[] array : array1){
      for (int a : array){
          if (a != 0)n++;
      }
  }
  //初始化稀疏数组
  int[][] array2 = new int[n+1][3];
  array2[0][0] = 10;
  array2[0][1] = 10;
  array2[0][2] = n;
  //将值存放到稀疏数组中
  int count = 0;
  for (int i = 0; i < array1.length; i++){
      for (int j = 0; j < array[i].length; j++){
          if(array1[i][j] != 0){
              count++;
              array2[count][0] = i;
              array2[count][1] = j;
              array2[count][2] = array[i][j];
          }
      }
  }