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【Java.SE】数组的练习
2023-07-24 11:15:39基础资料围观525次
作者简介： 辭七七，目前大一，正在学习C/C++，Java，Python等
作者主页： 七七的个人主页
文章收录专栏：Java.SE，本专栏主要讲解运算符，程序逻辑控制，方法的使用，数组的使用，类和对象，继承和多态，抽象类和接口等内容
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数组的练习
1. 数组转字符串
数组转字符串我们需要借助工具类
代码示例
import java.util.Arrays //Java中的包
public class TestDemo {
public static int[] func() {
return new int[]{1,2,3,4,5,6};
}
public static void main(String[] args) {
int[] ret = func();
//这个方法主要将参数的数组转化为字符串输出
String s = Arrays.toString(ret);
//Ctrl+鼠标点击，可以跳转到这个方法的原码
System.out.println(s);
}
}
//执行结果
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
使用这个方法后续打印数组就更方便一些.
Java 中提供了 java.util.Arrays 包，其中包含了一些操作数组的常用方法。
我们可以在jdk里搜索一下Arrays的用法，如图所示：
1.1 自己实现一个tostring函数
定义一个myToString的方法，利用for循环和if判断来解决问题
代码示例：
public class TestDemo {
public static String myToString(int[] array){
String ret = "[";
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
ret += array[i];
if (i != array.length -1){
ret += ",";
}
}
ret += "]";
return ret;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
String ret = myToString(array);
System.out.println(ret);
}
}
打印结果：
2. 数组拷贝
先来看一个简单的数组拷贝：
使用for循环来完成的拷贝
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] copy = new int[array.length];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
copy[i] = array[i];
}
System.out.println(Arrays.toString(copy));
}
}
打印结果：
以下代码是不是拷贝
答案：不是
在上述代码中我们可以通过修改形参的值来改变实参
// array3和array2引用的是同一个数组
// 因此array3修改空间中内容之后，array2也可以看到修改的结果
int[] array2 = {1,2,3,4,5};
int[] array3 = array2;
array3[0] = 10;
System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(array2));
我们可以不用for循环来拷贝数组，直接用Arrays中的copyof方法来完成
import java.util.Arrays
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] copy = Arrays.copyOf(array,array.length);
System.out.println(Arrays.toString(copy));
}
}
//使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝：
// copyOf方法在进行数组拷贝时，创建了一个新的数组
// array和copy引用的不是同一个数组
数组的扩容：array.length后 *2 就是扩大两倍
代码示例：
import java.util.Arrays
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] copy = Arrays.copyOf(array,array.length*2);
System.out.println(Arrays.toString(copy));
}
}
运行结果：
拷贝某个范围
代码示例
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
//取下标为1到3的数字
int[] copy = Arrays.copyOfRange(array,1,3);
System.out.println(Arrays.toString(copy));
}
}
运行结果：
如果下标范围过大，则能拷贝多少拷贝多少，其余位置用0补全
画图对比看一下拷贝和指向的区别
注意： 数组当中存储的是基本类型数据时，不论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类型，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题，关于深浅拷贝在后续详细给大家介绍。
crtl+鼠标左键，单击copyOfRange来查看他的原码看一下他是怎么运行的
在这里crtl+鼠标左键，单击arraycopy，来看一下他是怎么实现的
可以看到他的参数如下图所示：
按照以上参数用自己代码实现如下：
public class TestDemo {
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));
}
}
3. 求数组中元素的平均值
给定一个整型数组, 求平均值
代码示例：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
System.out.println(avg(arr));
}
public static double avg(int[] arr) {
int sum = 0;
for (int x : arr) {
sum += x;
}
return (double)sum / (double)arr.length;
//需要强转成double型
}
// 执行结果
3.5
4. 查找数组中指定元素(顺序查找)
给定一个数组, 再给定一个元素, 找出该元素在数组中的位置.
代码示例：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3,10,5,6};
System.out.println(find(arr, 10));
}
public static int find(int[] arr, int data) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] == data) {
return i;//找到返回下标
}
}
return -1; // 表示没有找到
}
// 执行结果
3
5. 查找数组中指定元素（二分查找）
针对有序数，可以使用更高效的二分查找。
什么叫有序数组？
有序分为 “升序” 和 “降序”
如 1 2 3 4 ，依次递增即为升序。
如 4 3 2 1 ，依次递减即为降序。
如果数组为无序数组，可以用 Arrays.sort(array)这个方法对其进行排序
代码所示：
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,3,2,6,4,5};
Arrays.sort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
打印结果：
以升序数组为例，二分查找的思路是先取中间位置的元素，然后使用待查找元素与数组中间元素进行比较：
- 如果相等，即找到了返回该元素在数组中的下标
- 如果小于，以类似方式到数组左半侧查找
- 如果大于，以类似方式到数组右半侧查找
画图理解
当我们想找的是4时
代码示例：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
System.out.println(binarySearch(arr, 6));
}
public static int binarySearch(int[] arr, int toFind) {
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
while (left <= right) {
int mid = (left + right) / 2;
if (toFind < arr[mid]) {
// 去左侧区间找
right = mid - 1;
} else if (toFind > arr[mid]) {
// 去右侧区间找
l eft = mid + 1;
} else {
// 相等, 说明找到了
return mid;
}
}
// 循环结束, 说明没找到
return -1;
}
// 执行结果
5
可以看到，针对一个长度为 10000 个元素的数组查找，二分查找只需要循环 14 次就能完成查找。随着数组元素个数越多，二分的优势就越大。
我们也可以直接调用Java中的binarySearch方法来直接找下标
代码演示：
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,3,2,6,4,5};
Arrays.sort(array);
System.out.println(Arrays.binarySearch(array,5));
}
}
运行结果：
扩展：Java中的Attays方法
例如：比较两个数组两个对应位置数字的大小是否相等用Arrays.equals()的方法
代码演示：
public static void main(String[] args) {
int[] array1 = {1,2,3,4,5};
int[] array2 = {1,2,3,4,5};
boolean flg = Arrays.equals(array1,array2);
System.out.println(flg);
}
结果为
填充一个数组时用Arrays.fill()的方法
代码演示：
public static void main(String[] args) {
int[] array3 = new int[10];
Arrays.fill(array3,-1);
System.out.println(Arrays.toString(array3));
}
打印结果为：
也可选择填充位置 Arrays.fill(array3,1,4,-1);，把括号里边改成1~4下标的数字，填充为-1
6. 数组排序(冒泡排序)
给定一个数组, 让数组升序 (降序) 排序。
假设排升序：
- 将数组中相邻元素从前往后依次进行比较，如果前一个元素比后一个元素大，则交换，一趟下来后最大元素就在数组的末尾
- 依次从上述过程执行，直到数组中所有的元素都排列好
我们来看一下4，8，9，3，6的排序图
代码示例：
public class TestDemo {
public static void bubbleSort(int[] array) {
//i代表的是趟数！！
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
//j代表每一趟比较的次数
boolean flg = false;
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j] > array[j+1]) {
int tmp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = tmp;
flg = true;
}
}
if(flg == false) {
break;//说明有序了！！！
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {9, 5, 2, 7};
bubbleSort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
//运行结果
[2, 5, 7, 9]
冒泡排序性能较低。Java 中内置了更高效的排序算法
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {9, 5, 2, 7};
Arrays.sort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
关于 Arrays.sort 的具体实现算法, 我们在后面的排序算法课上再详细介绍. 到时候我们会介绍很多种常见排序算法.
7. 数组逆序
给定一个数组，将里面的元素逆序排列。
思路
设定两个下标，分别指向第一个元素和最后一个元素，交换两个位置的元素，然后让前一个下标自增，后一个下标自减，循环继续即可。
代码示例：
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3, 4};
reverse(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void reverse(int[] arr) {
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
while (left < right) {
int tmp = arr[left];
arr[left] = arr[right];
arr[right] = tmp;
left++;
right--;
}
}
运行结果：
库里边没有方法可以直接数组逆序
8. 二维数组
二维数组本质上也就是一维数组，只不过每个元素又是一个一维数组。
基本语法
数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] { 初始化数据 };
初始化示例：
int[][] arr = {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};
int[][] arr1 = new int[][]{{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};
int[][] arr2 = new int[2][3]
通过array[行][列]的坐标来访问某一个值
图解:
代码示例：
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("");
}
// 执行结果
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
二维数组的用法和一维数组并没有明显差别，因此我们不再赘述。
同理，还存在 “三维数组”，“四维数组” 等更复杂的数组，只不过出现频率都很低。
我们如果想直接打印二维数组要用什么呢？
我们知道一维数组的打印用Arrays.toString(),但是用它打印二维数组打印的是数组的地址
所以我们要用Arrays.deepToString()的方法直接打印二维数组
代码演示：
int[][] arr = {
{1, 2, 3, 4},
{5, 6, 7, 8},
{9, 10, 11, 12}
};
System.out.println(Arrays.deepToString(arr));
不规则的二维数组
代码演示：
public static void main(String[] args) {
int[][] array = new int[2][];
array[0] = new int[]{1,2,3};
array[1] = new int[]{4,5,6,7,8,9};
System.out.println(Arrays.deepToString(array));
}
//运行结果
[[1, 2, 3], [4, 5, 6, 7, 8, 9]]
可以指定二维数组的长度，这时可以省略他的列
画图解释：
关于【Java.SE】数组的练习，七七就先分享到这里了，如果你认为这篇文章对你有帮助，请给七七点个赞吧，如果发现什么问题，欢迎评论区留言！！💕💕
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