数组与运用"/>
15.0Java中的数组与运用
前言:
数组在Java中算是非常重要的技术之一
比如,现实中的活生生的案例
需要统计某公司员工的工资情况,例如计算平均工资、找到最高工资等。假设该公司有50名员工,假如我没有数组的话,程序首先需要声明50个变量来分别记住每位员工的工资,然后在进行操作,这样做会显得很麻烦,而且错误率也会很高。因此我们可以使用容器进行操作。将所有的数据全部存储到一个容器中,统一操作。
第一个:什么是数组?
数组: 一个容器,用来存一批同种类型的数据的。
容器概念
- 容器:是将多个数据存储到一起,每个数据称为该容器的元素。
- 生活中的容器:水杯,衣柜,教室
第二个:数组的优势
数组比变量更加简捷,方便.
举个例子: 比如,我们要做一个点名器 ↓
如果用变量来做的话,代码是这样子的 ↓
如果用数组来做的话,代码是这样子的 ↓
一对比我们发现数组的写法比变量的写法更加好用方便,
所以我们可以得出一个结论:
遇到批量数据的存储和操作时,数组比变量更适合
第三个:数组的初始化
数组的两种常见初始化方式:
- 动态初始化(指定长度)
- 静态初始化(指定内容)
方式一:动态初始化
- 格式:
-
数组存储的数据类型[ ] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[数组长度];
数组存储的数据类型 数组名字[ ] = new 数组存储的数据类型[数组长度];
- 数组定义格式详解:
- 数组存储的数据类型: 创建的数组容器可以存储什么数据类型。
- [] : 表示数组。
- 数组名字:为定义的数组起个变量名,满足标识符规范,可以使用名字操作数组。
- new:关键字,创建数组使用的关键字。
- 数组存储的数据类型: 创建的数组容器可以存储什么数据类型。
- [长度]:数组的长度,表示数组容器中可以存储多少个元素。
注意:
使用动态初始化定义数组时,根据元素类型不同,默认值也有所不同
动态初始化数组中的每个元素的值都有默认值。 |
int byte short long char→0 |
boolean→false |
float double→0.0 |
引用类型。String→null |
数组动态初始化案例
案例需求:某歌唱比赛,需要开发一个系统:可以录入6名评委的打分,录入完毕后立即输出平均分做选手得分需求分析:1.需要录入6名评委的分数,可以用一个数组来保存。因为在评委没有录入分数之前,还不确定数组中应该存哪些数据。所以可以使用数组的动态初始化2.遍历数组中的每一个位置,并录入分数,将分数存入数组中3.遍历数组中的每一个元素,对元素求和
代码如下:
import java.util.Scanner;public class Test055 {public static void main(String[] args) {//语法: 数据类型[] 数组名=new 数据类型[长度]double[] arr=new double[6];//控制台输入分Scanner sc=new Scanner(System.in);for(int i=0;i<arr.length;i++){System.out.println("录入第"+(i+1)+"位评委的成绩");double score = sc.nextDouble();//把上面输入的分数赋值给数组arr[i]=score;}//遍历数组请求数组中所有元素的和double sum=0;for(int i=0;i<arr.length;i++){sum+=arr[i];}System.out.println("平均值:"+sum/arr.length);}
}
第四个:数组的元素访问
数组是用来存储数据的。那么数组中存储的数据又如何访问呢?
这里所说的访问,意思就是获取中数组中数据的值、或者给数组中的数据赋值。
- 注意:数组有定长特性,长度一旦指定,不可更改。
- 它与水杯道理相同,买了一个2升的水杯,总容量就是2升,不能多也不能少。
-
举例:
定义可以存储3个整数的数组容器,代码如下:
-
int[] arr = new int[3]; int arr[] = new int[3]; // 可以拆分 int[] arr; arr = new int[3];
-
方式二: 静态初始化
所谓静态初始化指的是:在定义数组时直接给数组中的数据赋值。
1. 静态初始化标准格式:
数据类型[] 变量名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3};
按照格式定义int类型、double类型数组
-
//定义数组,用来存储多个年龄 int[] ages = new int[]{12, 24, 36} //定义数组,用来存储多个成绩 double[] scores = new double[]{89.9, 99.5, 59.5, 88.0};
2. 静态初始化简化格式
Java语言的设计者为了简化定义数组的写法,还为静态初始化提供了一种简化写法
数据类型[] 变量名 = {元素1,元素2,元素3};
使用简化格式定义int类型、double类型数组
-
//定义数组,用来存储多个年龄 int[] ages = {12, 24, 36} //定义数组,用来存储多个成绩 double[] scores = {89.9, 99.5, 59.5, 88.0};
3. 注意哟!!
-
定义数组时,
数据类型[] 数组名
也可写成数据类型 数组名[]
-
//以下两种写法是等价的。但是建议大家用第一种,因为这种写法更加普遍 int[] ages = {12, 24, 36}; int ages[] = {12, 24, 36}
4. 数组在计算机中的基本原理
-
我们知道数组是怎么定义的之后,那么接下来看一下数组在计算机中的基本原理。
我们以
int[] ages = {12,24,36};
这句话为例,看一下这句话到底在计算机中做了那些事情。 -
首先,左边
int[] ages
表示定义了一个数组类型的变量,变量名叫ages -
其次,右边
{12,24,36}
表示创建一个数组对象,你完全可以把它理解成一个能装数据的东西。这个对象在内存中会有一个地址值[I@4c873330
,每次创建一个数组对象都会有不一样的地址值。 -
然后,把右边的地址值
[I@4c873330
赋值给左边的ages变量 -
所以,ages变量就可以通过地址值,找到数组这个东西。
这里先给大家统一几个概念,数组中存储的数据我们叫做元素;而且数组中的每一个元素都有一个编号与之对应,我们把这个编号叫做索引,这个索引是从0依次递增的整数。如下图所示
数组的索引从0到数组长度-1. |
数组的长度: 数组名.length. |
要想访问数组中的元素,格式如下 ↓
//数组名可以找到数组对象的地址,再通过索引就可以定位到具体的元素了
数组名[索引]
接下来用代码来演示一下
//索引: 0 1 2
int[] arr = {12, 24, 36};
// 1、访问数组的全部数据
System.out.println(arr[0]); //12
System.out.println(arr[1]); //24
System.out.println(arr[2]); //36
//下面代码没有3索引,会出现ArrayIndexOutOfBoundsException 索引越界异常
//System.out.println(arr[3]); // 2、修改数组中的数据
arr[0] = 66;
arr[2] = 100;
System.out.println(arr[0]); //66
System.out.println(arr[1]); 0
System.out.println(arr[2]); //100
除了访问数组中的元素,我们可以获取数组中元素的个数,后面我们统称为数组的长度。 ↓
public class Test09 {//数据类型[] 数组名=new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3};//数据类型[] 变量名 = {元素1,元素2,元素3}; 一定用这种方式。public static void main(String[] args) {//整数数组int[] arr=new int[]{1,9,10,2,5,11};//字符串数组String[] arr2=new String[]{"李白","刘德华","张学友","郭富城"};//简写模式。String[] arr3={"李白","王俊凯","易烊千玺","王源","吴韩煜"};//F4//小数数组// //数组在内存中的原理: 数组属于引用类型。内存中占用两个空间【栈和堆】。栈里面存放的是引用地址 堆里面存放的是值。
// arr3[0]="刘德华";
// System.out.println(arr3[3]); //访问数组arr3中索引为2的元素//数组中元素的个数: 数组名.length ===数组中元素的个数//System.out.println(arr.length);//遍历数组: 把数组中每个元素都获取。for(int i=0;i<arr3.length;i++){ //注意: 索引不能等于数组长度System.out.println(arr3[i]);}}
}
第五个. 数组中经典案例
5.1 查找数组中最大元素和最小元素
public class Test06 {public static void main(String[] args) {//求该数组中最大的元素int[] arr={10,23,43,23,56,67,12,56,67,32};//擂台法int tmp=arr[0];//遍历for(int i=0;i<arr.length;i++){if(tmp<arr[i]){tmp=arr[i];}}System.out.println("最大值:"+tmp);}
}
5.2 为数组排序-选择排序
public class Test07 {public static void main(String[] args) {int[] arr={10,23,43,23,1,67,12,56,67,3};for(int i=0;i<arr.length;i++){//排序的次数for(int j=i+1;j<arr.length;j++){if(arr[i]<arr[j]){//交换位置int tmp=arr[i];arr[i]=arr[j];arr[j]=tmp;}}}System.out.println("排好序的数组============================");for(int i=0;i<arr.length;i++){System.out.print(arr[i]+"\t");}}
}
5.3 查找某个数是否在数组中
public static void main(String[] args) {int[] arr={10,23,43,23,1,67,12,56,67,3};Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入你要查找的数:");int num=sc.nextInt();boolean flag=false;//表示不存在for(int i=0;i<arr.length;i++){if(num==arr[i]){flag=true;break;}}if(flag==true){System.out.println(num+"在数组中");}else{System.out.println(num+"不在数组中");}}
第六个. 数组的冒泡排序
冒泡排序无疑是最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,两个循环,外层冒泡轮数,里层依次比较。
我们看到嵌套循环,应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)。
思考如何优化?
如何将数组冒泡排序?
x先看以下这么将两个数进行交换
package array;import java.util.Arrays;public class ArrayDemo08 {public static void main(String[] args) {int[] a = {1,3,6,6,4,77,66};int[] sort = sort(a);System.out.println(Arrays.toString(sort));}//冒泡排序//1.比较数组中,两个相邻的元素,如何第一个数比第二个数大,我们就交换他们的位置//2.每一次比较,都会产生出一个最大,或者最小值;//3.下一次则可以少一次排序//4.依次循环,直到结束!public static int[] sort(int[] array) {//临时变量int temp = 0;//外层循环,比价判断两个数。如果第一个数,比较第二个数大,则交换位置for(int i = 0;i < array.length-1;i++) {//内层循环,比价判断两个数,如果第一个数比第二个数大,则交换位置for(int j = 0;j<array.length-1-i;j++) {if(array[j+1]<array[j]) {temp = array[j];array[j] = array[j+1];array[j+1] = temp;}}}return array;}}
运行结果:
如何优化?
我们可以减少没有意义的比较
代码如下:
package array;import java.util.Arrays;public class ArrayDemo08 {public static void main(String[] args) {int[] a = {1,3,6,6,4,77,66};int[] sort = sort(a);System.out.println(Arrays.toString(sort));}//冒泡排序//1.比较数组中,两个相邻的元素,如何第一个数比第二个数大,我们就交换他们的位置//2.每一次比较,都会产生出一个最大,或者最小值;//3.下一次则可以少一次排序//4.依次循环,直到结束!public static int[] sort(int[] array) {//临时变量int temp = 0;//外层循环,比价判断两个数。如果第一个数,比较第二个数大,则交换位置for(int i = 0;i < array.length-1;i++) {boolean flag = false;//通过flag标识符减少没有意义的比较//内层循环,比价判断两个数,如果第一个数比第二个数大,则交换位置for(int j = 0;j<array.length-1-i;j++) {if(array[j+1]<array[j]) {temp = array[j];array[j] = array[j+1];array[j+1] = temp;flag = true;}}if(flag==false) {break;}}return array;}}运行结果
第七个.查找数组中是否存在某个元素
法一:利用equals()与for循环进行判断
public class java_22 {public static void main(String[] args) {
// 检查数组是否包含某个元素String strArr[] = new String[]{"a","b","c"};String str = "a";boolean flag = new java_22().contains(strArr,str);}private boolean contains(String[] arr,String str) {for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
// equals比较字符串中所包含的内容是否相同,返回true或falseif(arr[i].equals(str)){System.out.println("存在");return true;}}return false;}}
法二:用asList方法
这个方法是将数组转成list,是JDK中java.util包中Arrays类的静态方法。
转为list之后,就可以用List的contains方法用于判断对象是否存在于列表中
import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class java_22 {public static void main(String[] args) {
// 检查数组是否包含某个元素String[] strArr = new String[]{"a","b","c"};String str = "a";boolean flag = new java_22().contains(strArr,str);}
// private声明:表示当前被修饰的变量以及方法为私有的private boolean contains(String[] arr,String str) {List<String> list = Arrays.asList(arr); //将数组转为list
// 然后就可以用List的contains方法用于判断对象是否存在于列表中boolean result = list.contains(str);return result;//将结果返回出去}
}
法三:可以使用set集合或者stream实现
一、stream流的常见生成方式
1、Collection体系集合
使用默认方法stream()生成流, default Stream<E> stream()
//Collection体系的集合可以使用默认方法stream()生成流
List<String> list = new ArrayList<String>();
Stream<String> listStream = list.stream();Set<String> set = new HashSet<String>();
Stream<String> setStream = set.stream();
2、Map体系集合
把Map转成Set集合,间接的生成流
//Map体系的集合间接的生成流
Map<String,Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
Stream<Integer> valueStream = map.values().stream();
Stream<Map.Entry<String, Integer>> entryStream = map.entrySet().stream();
3、数组
通过Arrays中的静态方法stream生成流
//数组可以通过Arrays中的静态方法stream生成流
String[] strArray = {"hello","world","java"};
Stream<String> strArrayStream = Arrays.stream(strArray);
4、同种数据类型的多个数据
一.通过Stream接口的静态方法of(T... values)生成流
//同种数据类型的多个数据可以通过Stream接口的静态方法of(T... values)生成流
Stream<String> strArrayStream2 = Stream.of("hello", "world", "java");
Stream<Integer> intStream = Stream.of(10, 20, 30);
二、Stream流中间操作方法
中间操作的意思是,执行完此方法之后,Stream流依然可以继续执行其他操作
常见方法
Stream<T> filter(Predicate predicate) 用于对流中的数据进行过滤
//创建一个集合,存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();list.add("林青霞");
list.add("张曼玉");
list.add("王祖贤");
list.add("柳岩");
list.add("张敏");
list.add("张无忌");//需求1:把list集合中以张开头的元素在控制台输出
list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).forEach(System.out::println);
System.out.println("--------");//需求2:把list集合中长度为3的元素在控制台输出
list.stream().filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println);
System.out.println("--------");//需求3:把list集合中以张开头的,长度为3的元素在控制台输出
list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println);
Stream<T> limit(long maxSize) 返回此流中的元素组成的流,截取前指定参数个数的数据
Stream<T> skip(long n) 跳过指定参数个数的数据,返回由该流的剩余元素组成的流
//创建一个集合,存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();list.add("林青霞");
list.add("王祖贤");
list.add("柳岩");
list.add("张敏");
list.add("张无忌");//需求1:取前3个数据在控制台输出
list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
System.out.println("--------");//需求2:跳过3个元素,把剩下的元素在控制台输出
list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);
System.out.println("--------");//需求3:跳过2个元素,把剩下的元素中前2个在控制台输出
list.stream().skip(2).limit(2).forEach(System.out::println);
- static <T> Stream<T> concat(Stream a, Stream b) 合并a和b两个流为一个流
Stream<T> distinct() 返回由该流的去重(根据Object.equals(Object) )之后的不同元素组成的流
//创建一个集合,存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();list.add("林青霞");
list.add("张曼玉");
list.add("王祖贤");
list.add("柳岩");
list.add("张敏");
list.add("张无忌");//需求1:取前4个数据组成一个流
Stream<String> s1 = list.stream().limit(4);//需求2:跳过2个数据组成一个流
Stream<String> s2 = list.stream().skip(2);//需求3:合并需求1和需求2得到的流,并把结果在控制台输出
Stream.concat(s1,s2).forEach(System.out::println);//需求4:合并需求1和需求2得到的流,并把结果在控制台输出,要求字符串元素不能重复
Stream.concat(s1,s2).distinct().forEach(System.out::println);
Stream流终结操作方法
终结操作的意思是,执行完此方法之后,Stream流将不能再执行其他操作
void forEach(Consumer action) 对此流的每个元素执行操作
long count() 返回此流中的元素数
//创建一个集合,存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();list.add("林青霞");
list.add("张曼玉");
list.add("王祖贤");
list.add("柳岩");
list.add("张敏");
list.add("张无忌");//需求1:把集合中的元素在控制台输出
list.stream().forEach(System.out::println);//需求2:统计集合中有几个以张开头的元素,并把统计结果在控制台输出
long count = list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).count();
System.out.println(count);
Stream流的收集操作
对数据使用Stream流的方式操作完毕后,可以把流中的数据收集到集合中
R collect(Collector collector) 把结果收集到集合中
工具类Collectors提供了具体的收集方式
public static <T> Collector toList() 把元素收集到List集合中
public static <T> Collector toSet() 把元素收集到Set集合中
public static Collector toMap(Function keyMapper,Function valueMapper) 把元素收集到Map集合中
//创建List集合对象
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("林青霞");
list.add("张曼玉");
list.add("王祖贤");
list.add("柳岩");//需求1:得到名字为3个字的流
Stream<String> listStream = list.stream().filter(s -> s.length() == 3);//需求2:把使用Stream流操作完毕的数据收集到List集合中并遍历
List<String> names = listStream.collect(Collectors.toList());
for(String name : names) {System.out.println(name);
}//创建Set集合对象
Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
set.add(10);
set.add(20);
set.add(30);
set.add(33);
set.add(35);//需求3:得到年龄大于25的流
Stream<Integer> setStream = set.stream().filter(age -> age > 25);//需求4:把使用Stream流操作完毕的数据收集到Set集合中并遍历
Set<Integer> ages = setStream.collect(Collectors.toSet());
for(Integer age : ages) {System.out.println(age);
}//定义一个字符串数组,每一个字符串数据由姓名数据和年龄数据组合而成
String[] strArray = {"林青霞,30", "张曼玉,35", "王祖贤,33", "柳岩,25"};//需求5:得到字符串中年龄数据大于28的流
Stream<String> arrayStream = Stream.of(strArray).filter(s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1]) > 28);//需求6:把使用Stream流操作完毕的数据收集到Map集合中并遍历,字符串中的姓名作键,年龄作值
Map<String, Integer> map = arrayStream.collect(Collectors.toMap(s -> s.split(",")[0], s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1])));Set<String> keySet = map.keySet();
for (String key : keySet) {Integer value = map.get(key);System.out.println(key + "," + value);
}
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