Java数组

数组：

数组是具有多个连续存储的相同数据类型的变量组成的集合体。

数组元素：

构成一个数组的每一个数据都是数组元素。

数组下标：

表示数组元素在数组中的位置，用整数表示，从0开始，依次加一，也可以叫做索引（index），下标的界限为0到数组长度（数组大小）-1，下标如果是负数，或者下标超过了数组长度-1，会发生越界（ArrayIndexOutOfbounds）。

使用数组的步骤：

1.定于数组
2.为数组元素分配内存
3.数组元素初始化
4.使用数据

数组长度：

数组中元素的个数，也称为数组大小，获取数组长度的方法为数组名.length，数组的长度是在为数组分配内存时确定大小，大小不可以改变，如果需要扩大或者缩小，需要重新定义一个数组。

数组的定义和使用：

数据类型 []数组名; 或者 数据类型 数组名[]; 定义数组本质上就是向JVM虚拟机申请数据。JVM将内存划分为栈、堆、方法区几个区域，不同的区域存储不用类别的数据。JVM在定义数组时是将数组的名称存储在栈中，栈是一个先进后出的数据结构。指出数组元素的个数，通过new运算符，让系统为数组元素分配内存空间，数组元素存储在堆中。数组元素的初始化就是第一次赋值，没有初始化的数组元素为默认值。

数组的数据结构（线性表）：

全名为线性存储结构，使用线性表存储数据的方式可以理解为把所有数据用一根线串起来，存储到物理空间中。

数组的排序：

排序算法有很多种，常用的有冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、堆排序、归并排序、希尔排序、二叉树排序、计时排序等等。

列举几个我学过的例子：

冒泡排序代码案例

public static void main(String[] args) {

int score[] =new int[80000]; // 定义数组大小

    Random random =new Random();

    for (int i =0; i < score.length; i++) {

           score[i] = random.nextInt(80000); // 随机生成数组元素

    }

long start = System.currentTimeMillis(); // 开始计时

for (int i =0; i < score.length-1;i++){

      for (int j =0;j < score.length-i-1;j++){

           if (score[j] > score[j +1]) {

                int tmp = score[j];

                score[j] = score[j +1];

                score[j +1] = tmp; //数据进行两两比较，较小的放在前面，较大的放在后面，依次类推，直至全部确定位置，排序完毕

            }

}

}

long end = System.currentTimeMillis();// 计时结束

    System.out.println(end-start);// 输出排序所用的时间

}
数据进行两两比较，较小的放在前面，较大的放在后面，依次类推，直至全部确定位置，排序完毕。

插入排序代码案例

public static void main(String[] args) {

int arr[] =new int[80000]; // 定义数组大小

    for (int i=0 ;i <80000;i++){

     arr[i] = (int)(Math.random()*80000); // 随机生成数组元素

    }

long start = System.currentTimeMillis(); //计时开始

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

          int j = i; 

        while(j >0){

             if(arr[j] < arr[j-1]){

                 int tmp;

                tmp = arr[j];

                arr[j] = arr[j-1];

                arr[j-1] = tmp;

                j--;

            }

else{

break;

            }

}

} // 从第二个数据开始，依次和前面的数据进行两两比较，比前面的数据小则继续进行比较，比前面的数据大则插入到该数据的后方，到了下标为0的位置则直接插入，依次类推，直至全部确定位置，排序完毕。

long end = System.currentTimeMillis(); //计时结束

    System.out.print(end - start); // 输出排序所用时间

}
从第二个数据开始，依次和前面的数据进行两两比较，比前面的数据小则继续进行比较，比前面的数据大则插入到该数据的后方，到了下标为0的位置则直接插入，依次类推，直至全部确定位置，排序完毕

选择排序案例代码

public static void main(String[] args) {

int arr[] =new int[80000]; // 定义数组的大小

    Random input =new Random();

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

          arr[i] = input.nextInt(80000); // 随机生成数组元素

    }

    long start = System.currentTimeMillis(); // 计时开始

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

            int minIndex = i;

                 int min = arr[i];

                 for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {

                      if (arr[j] < min) {

                      min = arr[j];

                      minIndex = j;

               }

      }

            int tmp = arr[i];

            arr[i] = arr[minIndex];

            arr[minIndex] = tmp;

    } // 选中下标为0的数据和后面的数据两两进行比较，如果后者比前者小，则记录后者的下标，然后用后者和后面的数据进行两两比较，一轮比较完成后，最后那个被记录下标的元素与第一个数据比较，较小则交换位置并且确定位置，之后选中下标为1的数据进行上述操作，每比较一轮确定一个数据的位置，直至全部确定，排序完毕。

   long end = System.currentTimeMillis(); //计时结束

    System.out.println(end-start); // 输出排序所用的时间

    System.out.println(Arrays.toString(arr)); // 输出随机生成数组元素的数组

}
 选中下标为0的数据和后面的数据两两进行比较，如果后者比前者小，则记录后者的下标，然后用后者和后面的数据进行两两比较，一轮比较完成后，最后那个被记录下标的元素与第一个数据比较，较小则交换位置并且确定位置，之后选中下标为1的数据进行上述操作，每比较一轮确定一个数据的位置，直至全部确定，排序完毕

使用数组时的常见问题：

（1）下标越界异常

例如一个拥有五个元素的数组，下标分别为0、1、2、3、4，输出时下标不能大于4，输出的下标大于4时，系统会提示运行该程序时发生了java.labg.ArrayIndexOutOfBoundsException异常，表示下标越界了，数组下标超过0——数组长度-1的范围的值就会发生下标越界异常。

（2）没有分配内存空间

例如一个数组score[] = null;输出时系统提示运行该程序时发生了java.lang.NullPointerException异常，表示空指针异常，这个程序只为数组名在栈中分配了内存，但是没有在堆中为数组元素分配内存。

（3）语法错误

数组类型 数组名[] //中括号中不允许写长度；数组类型 数组名 = new 数组类型[] {数组元素} //直接为数组元素初始化不允许指定数组长度；错误类型：数组类型 数组名[];换行 数组名 = {数组元素} //直接初始化数组元素的代码必须写在同一行。

二维数组

定义方法：数据类型 [][]数组名 或者 数据类型 数组名[][]，第一个[]表示第一维，第二个[]表示第二维。

二维数组中数据的元素类型必须相同，表示一个一维数组，这个一维数组的每一个元素又是一个一维数组。

Arrays类

常用方法：

1.equals(数组名1，数组名2) 返回类型为boolean 用于比较两个数组是否相等。

2.sorry(数组名) 返回类型为void 对数组的元素进行排序。

3.toString(数组名) 返回类型为String 把一个数组转换成一个字符串。

4.fill(数组名1，元素值) 返回类型为void 把数组的所有元素都赋值成元素值。

5.copyOf(数组名1,length) 返回类型与数组1数据类型相同 把数组复制成一个长度为length的新数组。

6.binarySearch(数组名,元素值) 返回类型为int 查询元素值在数组中的下标。

数组的输出：

Systom.out.print(数组名称) 这样输出的是数组的内存地址编号 Systom.out.print(Arrays.toString) 这样输出的是数组元素