Java的数组
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数组对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一，当然不同语言对数组的实现及处理也不尽相同。Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。例如，你可以声明一个数组变量，如 numbers[100] 来代替直接声明 100 个独立变量 number0，number1，....，number99。
声明数组变量：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
或
dataType arrayRefVar[]; // 效果相同，但不是首选方法
注意: 建议使用 dataType[] arrayRefVar 的声明风格声明数组变量。 dataType arrayRefVar[] 风格是来自 C/C++ 语言 ，在Java中采用是为了让 C/C++ 程序员能够快速理解java语言。
例如声明一个double类型的数组变量实例：
double[] myList; // 首选的方法
或
double myList[]; // 效果相同，但不是首选方法
创建数组
Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：
arrayRefVar = new dataType[arraySize];
上面的语法语句做了两件事：
- 一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
- 二、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。
数组变量的声明，和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];
另外，你还可以使用如下的方式创建数组:
dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};
数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1(数组长度减1)。例如，下面的语句首先声明了一个数组变量 myList，接着创建了一个包含 10 个 double 类型元素的数组，并且把它的引用赋值给 myList 变量：
public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
// 数组大小
int size = 10;
// 定义数组
double[] myList = new double[size];
myList[0] = 5.6;
myList[1] = 4.5;
myList[2] = 3.3;
myList[3] = 13.2;
myList[4] = 4.0;
myList[5] = 34.33;
myList[6] = 34.0;
myList[7] = 45.45;
myList[8] = 99.993;
myList[9] = 11123;
// 计算所有元素的总和
double total = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
total += myList[I];
}
System.out.println("总和为： " + total);
}
}
// 实例输出结果为：
// 总和为： 11367.373
下面的图片描绘了数组 myList。这里 myList 数组里有 10 个 double 元素，它的下标从 0 到 9 ：
处理数组
数组的元素类型和数组的大小都是确定的，所以当处理数组元素时候，我们通常使用基本循环或者 For-Each 循环。下面实例完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组：
public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
// 打印所有数组元素
for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
System.out.println(myList[i] + " ");
}
// 计算所有元素的总和
double total = 0;
for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
total += myList[i];
}
System.out.println("Total is " + total);
// 查找最大元素
double max = myList[0];
for (int i = 1; i < myList.length; i++) {
if (myList[i] > max) max = myList[i];
}
System.out.println("Max is " + max);
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 1.9
// 2.9
// 3.4
// 3.5
// Total is 11.7
// Max is 3.5
For-Each 循环
JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 For-Each 循环或者加强型循环，它能在不使用下标的情况下遍历数组。语法格式如下：
for(type element: array)
{
System.out.println(element);
}
例如用For-Each循环来显示数组 myList 中的所有元素：
public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
// 打印所有数组元素
for (double element: myList) {
System.out.println(element);
}
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 1.9
// 2.9
// 3.4
// 3.5
数组作为函数的参数或返回值
数组可以作为参数传递给方法。例如，下面的例子就是一个打印 int 数组中元素的方法：
public static void printArray(int[] array) {
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.print(array[i] + " ");
}
}
// 调用 printArray 方法打印出 3，1，2，6，4 和 2
数组可以作为方法的返回值。例如：
public static int[] reverse(int[] list) {
int[] result = new int[list.length];
for (int i = 0, j = result.length - 1; i < list.length; i++, j--) {
result[j] = list[i];
}
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一维数组，例如：
String[][] str = new String[3][4];
多维数组的动态初始化（以二维数组为例）：
- 1、直接为每一维分配空间，格式如下：
type[][] typeName = new type[typeLength1][typeLength2];
type 可以为基本数据类型和复合数据类型，typeLength1 和 typeLength2 必须为正整数，typeLength1 为行数，typeLength2 为列数。例如：
// 二维数组 a 可以看成一个两行三列的数组
int[][] a = new int[2][3];
- 2、 从最高维开始，分别为每一维分配空间，例如：
String[][] s = new String[2][];
s[0] = new String[2];
s[1] = new String[3];
s[0][0] = new String("Good");
s[0][1] = new String("Luck");
s[1][0] = new String("to");
s[1][1] = new String("you");
s[1][2] = new String("!");
解析：s[0]=new String[2] 和 s[1]=new String[3] 是为最高维分配引用空间，也就是为最高维限制其能保存数据的最长的长度，然后再为其每个数组元素单独分配空间 s0=new String("Good") 等操作。
多维数组的引用（以二维数组为例）：对二维数组中的每个元素，引用方式为 arrayName[index1][index2]，例如：
num[1][0];
Arrays 类
java.util.Arrays 类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的。具有以下功能：
- 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。
方法具体说明如下：
| 序号 | 方法及说明 |
|---|---|
| 1 | public static int binarySearch(Object[] a, Object key)，用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象(Byte,Int,double等)。数组在调用前必须排序好的。如果查找值包含在数组中，则返回搜索键的索引；否则返回 (-(插入点) - 1) |
| 2 | public static boolean equals(long[] a, long[] a2)，如果两个指定的 long 型数组彼此相等，则返回 true。如果两个数组包含相同数量的元素，并且两个数组中的所有相应元素对都是相等的，则认为这两个数组是相等的。换句话说，如果两个数组以相同顺序包含相同的元素，则两个数组是相等的。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等） |
| 3 | public static void fill(int[] a, int val)，将指定的 int 值分配给指定 int 型数组指定范围中的每个元素。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等） |
| 4 | public static void sort(Object[] a)，对指定对象数组根据其元素的自然顺序进行升序排列。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等） |
数组使用实例：\color{red}{数组使用实例：}数组使用实例：
数组排序及元素查找：
实例演示了如何使用sort()方法对Java数组进行排序，及如何使用 binarySearch() 方法来查找数组中的元素, 使用自定义的 printArray() 方法来打印数组。
public class Test {
public static void main(String args[]) throws IOException {
// 创建数组
int array[] = { 2, 5, -2, 6, -3, 8, 0, -7, -9, 4 };
// 根据其元素的自然顺序进行升序排列
Arrays.sort(array);
// 使用自定义方法输出数组排序结果
printArray("数组排序结果为", array);
// 对排序后的数组使用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象
int index = Arrays.binarySearch(array, 2);
// 输出元素 2 的位置
System.out.println("元素 2 在第 " + index + " 个位置");
}
//自定义数组输出方法
private static void printArray(String message, int array[]) {
System.out.println(message
+ ": [length: " + array.length + "]");
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
if(i != 0){
System.out.print(", ");
}
System.out.print(array[i]);
}
System.out.println();
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 数组排序结果为: [length: 10]
// -9, -7, -3, -2, 0, 2, 4, 5, 6, 8
// 元素 2 在第 5 个位置
数组添加元素：
public class Test {
public static void main(String args[]) throws IOException {
// 创建数组
int array[] = { 2, 5, -2, 6, -3, 8, 0, -7, -9, 4 };
// 根据其元素的自然顺序进行升序排列
Arrays.sort(array);
// 使用自定义方法输出数组排序结果
printArray("数组排序", array);
// 对排序后的数组使用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象
int index = Arrays.binarySearch(array, 1);
// 如果元素不存在，输出返回的索引
System.out.println("元素 1 所在位置（负数为不存在）："
+ index);
// 新的索引位置（负负为正）
int newIndex = -index - 1;
// 调用自定义数组插入元素方法
array = insertElement(array, 1, newIndex);
// 使用自定义方法输出插入元素后的新数组
printArray("数组添加元素 1", array);
}
/**
* 自定义数组输出方法
* @param message 参数文本
* @param array 要输出元素内容的数组
*/
private static void printArray(String message, int array[]) {
System.out.println(message
+ ": [length: " + array.length + "]");
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
if(i != 0){
System.out.print(", ");
}
System.out.print(array[i]);
}
System.out.println();
}
/**
* 自定义数组插入元素
* @param original 原数组
* @param element 插入的元素
* @param index 插入元素的位置索引
* @return 插入元素后的数组
*/
private static int[] insertElement(int original[],
int element, int index) {
// 获取原数组长度
int length = original.length;
// 创建方法值返回数组
int destination[] = new int[length + 1];
// 将原数组中索引0位置开始，index数量的元素复制到方法值返回数组并在索引位置0处开始存储
System.arraycopy(original, 0, destination, 0, index);
// 将方法值返回数组索引index位置的元素设置为要插入的元素
destination[index] = element;
// 将原数组中索引index位置开始，剩余的元素复制到方法值返回数组并在索引位置index + 1 处开始存储
System.arraycopy(original, index, destination, index
+ 1, length - index);
// 返回插入元素后的数组
return destination;
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 数组排序: [length: 10]
// -9, -7, -3, -2, 0, 2, 4, 5, 6, 8
// 元素 1 所在位置（负数为不存在）：-6
// 数组添加元素 1: [length: 11]
// -9, -7, -3, -2, 0, 1, 2, 4, 5, 6,
数组元素反转：
将元素取出，倒序放入新的数组
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = {10, 20, 30, 40, 50};
reverse(arr, arr.length);
}
/**
* 反转数组
* @param a 要反转元素的数组
* @param n 要反转元素的数组长度
*/
static void reverse(int a[], int n) {
// 创建反转元素后的数组
int[] b = new int[n];
// 将参数a数组中的元素从索引0开始依次取出，依次放入b数组的最后一位、倒数第二位、倒数第三位...
int j = n;
for (int i = 0; i < n; i++) {
b[j - 1] = a[i];
j = j - 1;
}
// 输入反转数组
System.out.println("反转后数组是: \n");
for (int k = 0; k < n; k++) {
System.out.println(b[k]);
}
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 50
// 40
// 30
// 20
// 10
通过数组中的元素位置交换
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = {10, 20, 30, 40, 50};
reverse(arr, arr.length);
}
/**
*
* @param a 反转数组
* @param n 要反转元素的数组长度
*/
static void reverse(int a[], int n)
{
// 第一个与最后一个交互，第二个与倒数第二个交换，以此类推
int i, k, t;
for (i = 0; i < n / 2; i++) {
t = a[i];
a[i] = a[n - i - 1];
a[n - i - 1] = t;
}
// 输入反转数组
System.out.println("反转后的数组是: \n");
for (k = 0; k < n; k++) {
System.out.println(a[k]);
}
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 50
// 40
// 30
// 20
// 10
通过 java.util.Arrays.asList(array) 方法
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
Integer [] arr = {10, 20, 30, 40, 50};
reverse(arr);
}
static void reverse(Integer a[])
{
// 将数组转为集合后进行逆序
Collections.reverse(Arrays.asList(a));
// 将反转数组转为集合后输入
System.out.println(Arrays.asList(a));
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// [50, 40, 30, 20, 10]
数组获取最大和最小值：
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
Integer[] numbers = { 8, 2, 7, 1, 4, 9, 5};
// 将数组转为集合后获取集合中的最小值
int min = (int) Collections.min(Arrays.asList(numbers));
// 将数组转为集合或后获取集合中的最大值
int max = (int) Collections.max(Arrays.asList(numbers));
System.out.println("最小值: " + min);
System.out.println("最大值: " + max);
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 最小值: 1
// 最大值: 9
数组合并：
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
String a[] = { "A", "E", "I" };
String b[] = { "O", "U" };
// 数组a转为集合后，使用该集合中的元素创建一个可修改的集合（asList()方法返回的集合是不可变的）
List list = new ArrayList(Arrays.asList(a));
// 数组b转为集合后，将该集合中的元素添加到 list 中
list.addAll(Arrays.asList(b));
// 将 list 转为数组
Object[] c = list.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(c));
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// [A, E, I, O, U]
数组填充：
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建长度为3的数组
int array[] = new int[3];
// 向数组中填充 int 值100
Arrays.fill(array, 100);
// 遍历数组，输出数组中的元素
for (int i = 0, n = array.length; i < n; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
// 输出换行
System.out.println();
// 在数组 fromIndex (包含) 至 toIndex (不包含) 之间填入新的值取代原来的值
Arrays.fill(array, 2, 3, 50);
// 遍历数组，输出数组中的元素
for (int i = 0, n = array.length; i < n; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
}
数组扩容：
使用 System.arraycopy 方法
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
String[] names = new String[] { "A", "B", "C" };
String[] extended = new String[5];
extended[3] = "D";
extended[4] = "E";
// 将 names 数组自索引0开始，names.length 个元素拷贝到 extended 数组并在其索引0位置开始存储
System.arraycopy(names, 0, extended, 0, names.length);
for (String str : extended){
System.out.println(str);
}
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// A
// B
// C
// D
// E
使用 Arrays.copyOf() 方法
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
String[] names = new String[] { "A", "B", "C" };
// 将names数组中的元素拷贝，并创建一个新长度的数组返回
String[] extended = Arrays.copyOf(names,names.length * 2);
extended[3] = "D";
extended[4] = "E";
extended[5] = "F";
for (String str : extended){
System.out.println(str);
}
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// A
// B
// C
// D
// E
// F
查找数组中的重复元素：
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
int[] my_array = {1, 2, 5, 5, 6, 6, 7, 2, 9, 2};
findDupicateInArray(my_array);
}
/**
* 自定义查找数组中的重复元素
* @param a 要查找的数组
*/
public static void findDupicateInArray(int[] a) {
int count=0;
for(int j = 0; j < a.length; j++) {
for(int k = j+1; k < a.length; k++) {
if(a[j] == a[k]) {
count++;
}
}
if(count==1) {
System.out.println( "重复元素 : " + a[j] );
}
count = 0;
}
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 重复元素 : 5
// 重复元素 : 6
// 重复元素 : 2
删除数组元素：
Java 的数组是固定长度的，无法直接删除，我们可以通过创建一个新数组，把原始数组中要保留的元素放到新数组中即可。
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
// 原始数组
int[] oldarray = new int[] {3, 4, 5, 6, 7};
// 新数组，长度为原始数组减去 1
int[] newArray = new int[oldarray.length-1];
// 删除索引为 2 的元素，即删除第三个元素 5
int num = 2;
for(int i=0;i<newArray.length; i++) {
// 判断元素是否越界
if (num < 0 || num >= oldarray.length) {
throw new RuntimeException("元素越界... ");
}
// 将原始数组的元素存入新数组
if(i < num) {
newArray[i] = oldarray[i];
} else {
newArray[i] = oldarray[i+1];
}
}
// 打印输出数组内容
System.out.println(Arrays.toString(oldarray));
oldarray = newArray;
System.out.println(Arrays.toString(oldarray));
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// [3, 4, 5, 6, 7]
// [3, 4, 6, 7]
使用 ArrayList 来实现这个功能，ArrayList 是动态数组，操作起来更加方便。（asList() 方法转换集合时，数组中的元素需要是对象，如果是基本数据类型则整个数组会作为 List 的一个元素）
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建数组
Integer[] oldarray = new Integer[] {3, 4, 5, 6, 7, 8, 7};
// 数组转集合
List list = new ArrayList(Arrays.asList(oldarray));
// 移除集合的第一个元素
list.remove(0);
// 移除集合的第二个元素，由于上次移除导致的索引变化，所以索引1移除的是5
list.remove(1);
// 移除值为7的元素，每次调用方法只会移除一个元素
list.remove(new Integer(7));
// 将集合转回数组后，输出元素
for (Object o:list.toArray()) {
System.out.println(o);
}
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 4
// 6
// 8
// 7
判断数组是否相等：
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
int[] ary = {1,2,3,4,5,6};
int[] ary1 = {1,2,3,4,5,6};
int[] ary2 = {1,2,3,4};
System.out.println("数组 ary 是否与数组 ary1相等? ："
+Arrays.equals(ary, ary1));
System.out.println("数组 ary 是否与数组 ary2相等? ："
+Arrays.equals(ary, ary2));
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 数组 ary 是否与数组 ary1相等? ：true
// 数组 ary 是否与数组 ary2相等? ：false
数组并集:
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
String[] arr1 = { "1", "2", "3","4" };
String[] arr2 = { "4", "5", "6" };
String[] result_union = union(arr1, arr2);
System.out.println("并集的结果如下：");
for (String str : result_union) {
System.out.println(str);
}
}
/**
* 求两个字符串数组的并集，利用set的元素唯一性
* @param arr1 数组1
* @param arr2 数组2
* @return 数组的并集
*/
public static String[] union(String[] arr1, String[] arr2) {
Set<String> set = new HashSet<String>();
for (String str : arr1) {
set.add(str);
}
for (String str : arr2) {
set.add(str);
}
String[] result = { };
return set.toArray(result);
}
}
// 实例编译运行结果如下：
// 并集的结果如下：
// 1
// 2
// 3
// 4
// 5
// 6