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Java中数组的定义与使用

news 2025/5/28 2:17:30

1. 数组的基本概念

1.1 什么是数组

数组的定义：一个相同元素的集合
在java中，包含6个整形类型元素的数组

数组中存放的元素其类型相同
数组的空间是连在一起的
每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标。
那在程序中如何创建数组呢？

1.2数组的创建及初始化

1.2.1 数组的创建

T[] 数组名 = new T[N];

T：表示数组中存放元素的类型
T[]：表示数组的类型
N：表示数组的长度

int[] array1 = new int[10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
double[] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组
String[] array3 = new double[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组

1.2.2 数组的初始化

数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。

动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

nt[] array = new int[10];

静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定

int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
String[] array3 = new String[]{"hell", "Java", "!!!"};

【注意事项】
静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。
静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。
静态初始化可以简写，省去后面的new T[]。

如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值
如果数组中存储元素类型为基类类型，默认值为基类类型对应的默认值，比如：
在这里插入图片描述

1.3 数组的使用

1.3.1 数组中元素访问

数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从0开始的，依次递增，该编号称为数组的下标，数组可以通过
下标访问其任意位置的元素。比如：

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);
System.out.println(array[4]);
// 也可以通过[]对数组中的元素进行修改
array[0] = 100;
System.out.println(array[0]);

【注意事项】

数组是一段连续的内存空间，因此支持随机访问，即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素
下标从0开始，介于[0, N）之间不包含N，N为元素个数，不能越界，否则会报出下标越界异常。

int[] array = {1, 2, 3};
System.out.println(array[3]); // 数组中只有3个元素，下标一次为：0 1 2，array[3]下标越界
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at Test.main(Test.java:4)

抛出了 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 异常. 使用数组一定要下标谨防越界.

1.3.2 遍历数组

所谓 "遍历" 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 访问是指对数组中的元素进行某种操作，比如：打印。

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);
System.out.println(array[4]);

上述代码可以起到对数组中元素遍历的目的，但问题是：

如果数组中增加了一个元素，就需要增加一条打印语句
如果输入中有100个元素，就需要写100个打印语句
如果现在要把打印修改为给数组中每个元素加1，修改起来非常麻烦

通过观察代码可以发现，对数组中每个元素的操作都是相同的，则可以使用循环来进行打印。

nt[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < 5; i++){
System.out.println(array[i]);
}

改成循环之后，上述三个缺陷可以全部2和3问题可以全部解决，但是无法解决问题1。那能否获取到数组的长度呢？
注意：在数组中可以通过数组对象.length 来获取数组的长度

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < array.length; i++){
System.out.println(array[i]);
}

也可以使用 for-each 遍历数组

int[] array = {1, 2, 3};
for (int x : array) {
System.out.println(x);
}

for-each 是 for 循环的另外一种使用方式. 能够更方便的完成对数组的遍历. 可以避免循环条件和更新语句写错.

2. 数组的应用场景

2.1 保存数据

public static void main(String[] args) {
int[] array = {1, 2, 3};
for(int i = 0; i < array.length; ++i){
System.out.println(array[i] + " ");
}
}

2.2 作为函数的参数

参数传基本数据类型

public static void main(String[] args) {
int num = 0;
func(num);
System.out.println("num = " + num);
}
public static void func(int x) {
x = 10;
System.out.println("x = " + x);
}
// 执行结果
x = 10
num = 0

发现在func方法中修改形参 x 的值, 不影响实参的 num 值.
2. 参数传数组类型(引用数据类型)

public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
func(arr);
System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
}
public static void func(int[] a) {
a[0] = 10;
System.out.println("a[0] = " + a[0]);
}
// 执行结果
a[0] = 10
arr[0] = 10

发现在func方法内部修改数组的内容, 方法外部的数组内容也发生改变.
因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的。
总结: 所谓的 “引用” 本质上只是存了一个地址. Java 将数组设定成引用类型, 这样的话后续进行数组参数传参, 其实只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大).

3. 数组练习

3.1奇数位于偶数之前

调整数组顺序使得奇数位于偶数之前。调整之后，不关心大小顺序。

如数组：[1,2,3,4,5,6]

调整后可能是：[1, 5, 3, 4, 2, 6]

public class test{public static void main(String[] args){int[] arr={1,2,3,4,5,6};int left=0;int right=arr.length-1;while(left<right){if(arr[left]%2!=0){left++;}if(arr[right]%2==0){right--;}if(left<right){int tmp=arr[left];arr[left]=arr[right];arr[right]=tmp;left++;right--;}}System.out.println(Arrays.toString(arr));}
}

3.2二分查找

public class test{public static void main(String[] args){int []arr={1,2,3,4,5,6,7,8,9};int k=3;int ret=two(arr,k);System.out.println("下标是"+ret);}public static int  two(int []arr,int k) {int left=0;int right=arr.length-1;while (left<right){int mid=(left+right)/2;if(arr[mid]>k){right=mid-1;}else if(arr[mid]<k){left=mid+1;}else{return mid;}}return -1;}
}

3.3冒泡排序

给定一个整型数组, 实现冒泡排序(升序排序)

public class test{public static void main(String[] arge){int []arr={9,8,7,6,5,4,3,2,1};pop(arr);System.out.println(Arrays.toString(arr));}public static int[] pop(int []arr){for (int i = 0; i <arr.length-1 ; i++) {boolean flag=false;for (int j = 0; j <arr.length-1-i ; j++) {if(arr[j]>arr[j+1]){int tmp=arr[j];arr[j]=arr[j+1];arr[j+1]=tmp;flag=true;}}if(flag==false){break;}}return arr;}
}

3.4两数之和

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值 target 的那两个整数，并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

示例 1：

输入：nums = [2,7,11,15], target = 9

输出：[0,1]

解释：因为 nums[0] + nums[1] == 9 ，返回 [0, 1]

public class test{public static void main(String[] arge){int []nums={2,7,11,15,25,100};int target=125;targets(nums,target);}public static void targets(int[] nums,int target){for (int i = 0; i < nums.length-1 ; i++) {for (int j = i+1; j <= nums.length-1 ; j++) {if(nums[i]+nums[j]==target){System.out.print("["+i+" ");System.out.print(","+j+"]");}}}}
}

3.5只出现一次的数字

给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

示例 1:

输入: [2,2,1]
输出: 1
示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

public class test {public static void main(String[] args) {int arr1[]={2,2,1};int arr2[]={4,1,2,1,2};int ret = one(arr1);System.out.println(ret);ret = one(arr2);System.out.println(ret);}public static int one(int[] arr){int sum=0;for (int i = 0; i <arr.length ; i++) {sum^=arr[i];}return sum;}
}

3.6多数元素

给定一个大小为 n 的数组，找到其中的多数元素。多数元素是指在数组中出现次数大于 ⌊ n/2 ⌋ 的元素。

你可以假设数组是非空的，并且给定的数组总是存在多数元素。

示例 1：

输入：[3,2,3]
输出：3
示例 2：

输入：[2,2,1,1,1,2,2]
输出：2

public class test {public static void main(String[] args) {int[] arr = {2, 2, 1, 1, 1, 2, 2};Arrays.sort(arr);System.out.println(arr[arr.length / 2]);}
}

3.7存在连续三个奇数的数组

给你一个整数数组 arr，请你判断数组中是否存在连续三个元素都是奇数的情况：如果存在，请返回 true ；否则，返回 false 。

示例 1：

输入：arr = [2,6,4,1]

输出：false

解释：不存在连续三个元素都是奇数的情况。

示例 2：

输入：arr = [1,2,34,3,4,5,7,23,12]

输出：true

解释：存在连续三个元素都是奇数的情况，即 [5,7,23] 。

public class test {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 1, 1, 1};System.out.println(fun(arr));}public static boolean fun(int[] arr) {int count = 0;for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if(arr[i]%2!=0){count++;if(count==3){return true;}}else{count=0;}}return false;}
}