36-数组，排序，查找

36-数组，排序，查找

• 数组
• • 数组介绍
  • 数组快速入门
  • 数组的使用
  • • 使用方式1-动态初始化
    • 使用方式2-动态初始化
    • 使用方式3-静态初始化
  • 数组使用的主语事项和细节
  • 数组赋值机制
  • 数组拷贝
  • 数组反转
  • 数组添加和删减
• 排序
• • 排序介绍
  • 冒泡排序法
• 查找
• 二维数组
• • 入门：
  • 二维数组的使用
  • • 使用方式1-动态初始规划
    • 使用方式2-动态初始化
    • 使用方式3-列数不确定
    • 使用方式4-静态初始化
  • 二维数组案例（杨辉三角）
  • 二维数组使用细节和注意事项
  • 二维数组练习
• 本章练习
• 最后

数组 数组介绍

数组可以存放多个同一类型的数据。数组也是一组数据类型，是引用类型。即：数（数据）组（一组）就是一组数据。

数组快速入门

public class Array01 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
	//定义一个数组
		//老韩解读
		//1. double[] 表示 是double类型的数组， 数组名 hens
		//2. {3, 5, 1, 3.4, 2, 50} 表示数组的值/元素,依次表示数组的
		//   第几个元素
		//   
		double[] hens = {3, 5, 1, 3.4, 2, 50, 7.8, 88.8,1.1,5.6,100};

		//遍历数组得到数组的所有元素的和， 使用for
		//老韩解读
		//1. 我们可以通过 hens[下标] 来访问数组的元素
		//   下标是从 0 开始编号的比如第一个元素就是 hens[0]
		//   第2个元素就是 hens[1]  , 依次类推 
		//2. 通过for就可以循环的访问 数组的元素/值
		//3. 使用一个变量 totalWeight 将各个元素累积
		System.out.println("===使用数组解决===");
		//老师提示： 可以通过 数组名.length 得到数组的大小/长度
		//System.out.println("数组的长度=" + hens.length);
		double totalWeight = 0;
		for( int i = 0; i < hens.length; i++) {
			//System.out.println("第" + (i+1) + "个元素的值=" + hens[i]);
			totalWeight += hens[i];
		}

		System.out.println("总体重=" + totalWeight 
		 	+ "平均体重=" + (totalWeight / hens.length) );	
	}
}

数组的使用 使用方式1-动态初始化

• 数组的定义
  数类型 数组名[] = new 数据类型[大小];
  eg: int a[] = new int[5]; //创立一个数组，名字a，存放5个int
  注：这是定义数组的一种方法。数组内存图如下
  
• 数组的引用（使用）
  数组名[下标/索引] 比如：你要使用a数组的第三个数：a[2] ,数组的下标从0开始

使用方式2-动态初始化

1. 先声明数组
   语法：数据类型 数组名[]；也可以： 数据类型[] 数组名；
   eg: int a[] ; 或 int [] a ;
2. 创建数组
   语法：数组名 = new 数据类型[大小]；
   eg: a = new int[10];
3. 前两种方式入门；

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		//演示 数据类型 数组名[]=new 数据类型[大小]
		//循环输入5个成绩，保存到double数组,并输出
		
		//步骤
		//1. 创建一个 double 数组，大小 5
		
		//(1) 第一种动态分配方式
		//double scores[] = new double[5];
		//(2) 第2种动态分配方式， 先声明数组，再 new 分配空间
		double scores[] ; //声明数组， 这时 scores 是 null
		scores = new double[5]; // 分配内存空间，可以存放数据
		

		//2. 循环输入
		//   scores.length 表示数组的大小/长度
		//   
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
		for( int i = 0; i < scores.length; i++) {
			System.out.println("请输入第"+ (i+1) +"个元素的值");
			scores[i] = myScanner.nextDouble();
		}

		//输出，遍历数组
		System.out.println("==数组的元素/值的情况如下:===");
		for( int i = 0; i < scores.length; i++) {
			System.out.println("第"+ (i+1) +"个元素的值=" + scores[i]);
		}
	}
}

使用方式3-静态初始化

1. 初始化数组
   语法：数据类型 数组名[] = {元素值，元素值…} ;
   eg: int a[] = {2,5,6,7}

数组使用的主语事项和细节

1. 数组是多个相同类型数据的组合，实现对这些数据的统一管理
2. 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和引用类型，但是不能混用
3. 数组创建后，如果没有赋值，有默认值0（byte,short,long,float,double,booleam false,char \u0000 , String null）
4. 使用数组的步骤.<1>声明数组并开辟空间。<2>给数组各个元素赋值。<3>使用数组
5. 数组的下标是从0开始的
6. 数组下标必须在指定下标范围内使用，否则报错：下标越界，比如：int [] arr = new int[5],有效下标为0-4
7. 数组属引用类型，数组型数据是对象

public class ArrayDetail { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		//1. 数组是多个相同类型数据的组合，实现对这些数据的统一管理
		
		//int[] arr1 = {1, 2, 3, 60,"hello"};//String ->int
		double[] arr2 = {1.1, 2.2, 3.3, 60.6, 100};//int ->double

		//2. 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型，但是不能混用
		String[] arr3 = {"北京","jack","milan"};

		//3. 数组创建后，如果没有赋值，有默认值
		//int 	0，short 0, byte 0, long 0, 
		//float 0.0,double 0.0，char \u0000，
		//boolean false，String null
		//
		short[] arr4 = new short[3];
		System.out.println("=====数组arr4=====");
		for(int i = 0; i < arr4.length; i++) {
			System.out.println(arr4[i]);
		}

		//6. 数组下标必须在指定范围内使用，否则报：下标越界异常，比如 
		//int [] arr=new int[5]; 则有效下标为 0-4 
		//即数组的下标/索引 最小 0 最大 数组长度-1(4)
		int [] arr = new int[5];
		//System.out.println(arr[5]);//数组越界

	}
}

数组赋值机制

1. 基本数据类型赋值，这个值就是具体的数据而且互不影响
   int n1 = 2 ; int n2 = n1 ;
2. 数组在默认情况下是引用传递，赋的值是地址
   
   

数组拷贝

public class ArrayCopy { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//将 int[] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2数组, 
		//要求数据空间是独立的.
		
		int[] arr1 = {10,20,30};
		
		//创建一个新的数组arr2,开辟新的数据空间
		//大小 arr1.length;
		int[] arr2 = new int[arr1.length];

		//遍历 arr1 ，把每个元素拷贝到arr2对应的元素位置
		for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			arr2[i] = arr1[i];
		}

		//老师修改 arr2， 不会对arr1有影响.
		arr2[0] = 100;

		//输出arr1 
		System.out.println("====arr1的元素====");
		for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			System.out.println(arr1[i]);//10,20,30
		}

		//
		System.out.println("====arr2的元素====");
		for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
			System.out.println(arr2[i]);//
		}

	}
}

内存图：

数组反转

方式一：

public class ArrayReverse { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//定义数组
		int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
		//老韩思路
		//规律
		//1. 把 arr[0] 和 arr[5] 进行交换 {66,22,33,44,55,11}
		//2. 把 arr[1] 和 arr[4] 进行交换 {66,55,33,44,22,11}
		//3. 把 arr[2] 和 arr[3] 进行交换 {66,55,44,33,22,11}
		//4. 一共要交换 3 次 = arr.length / 2
		//5. 每次交换时，对应的下标 是 arr[i] 和 arr[arr.length - 1 -i]
		//代码
		//优化
		int temp = 0;
		int len = arr.length; //计算数组的长度
		for( int i = 0; i < len / 2; i++) {
			temp = arr[len - 1 - i];//保存
			arr[len - 1 - i] = arr[i];
			arr[i] = temp; 
		}

		System.out.println("===翻转后数组===");
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "\t");//66,55,44,33,22,11
		}
	}
}

方式二：

public class ArrayReverse02 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//定义数组
		int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};
		//使用逆序赋值方式 
		//老韩思路
		//1. 先创建一个新的数组 arr2 ,大小 arr.length
		//2. 逆序遍历 arr ,将 每个元素拷贝到 arr2的元素中(顺序拷贝)
		//3. 建议增加一个循环变量 j -> 0 -> 5
		int[] arr2 = new int[arr.length];
		//逆序遍历 arr
		for(int i = arr.length - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
			arr2[j] = arr[i];
		}
		//4. 当for循环结束，arr2就是一个逆序的数组 {66, 55, 44,33, 22, 11} 
		//5. 让 arr 指向 arr2数据空间, 此时 arr原来的数据空间就没有变量引用
		//   会被当做垃圾，销毁
		arr = arr2;
		System.out.println("====arr的元素情况=====");
		//6. 输出 arr 看看
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "\t");
		}

	}
}

数组添加和删减

添加：

import java.util.Scanner;
public class ArrayAdd02 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		要求：实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容。ArrayAdd.java
		1.原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
		2.增加的元素4，直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
		3.用户可以通过如下方法来决定是否继续添加，添加成功，是否继续？y/n
		
		思路分析
		1. 定义初始数组 int[] arr = {1,2,3}//下标0-2
		2. 定义一个新的数组 int[] arrNew = new int[arr.length+1];
		3. 遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
		4. 将 4 赋给 arrNew[arrNew.length - 1] = 4;把4赋给arrNew最后一个元素
		5. 让 arr 指向 arrNew ;  arr = arrNew; 那么 原来arr数组就被销毁
		6. 创建一个 Scanner可以接受用户输入
		7. 因为用户什么时候退出，不确定，老师使用 do-while + break来控制
		 */
		
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
		//初始化数组
		int[] arr = {1,2,3};

		do {
			int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
			//遍历 arr 数组，依次将arr的元素拷贝到 arrNew数组
			for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
				arrNew[i] = arr[i];
			}
			System.out.println("请输入你要添加的元素");
			int addNum = myScanner.nextInt();
			//把addNum赋给arrNew最后一个元素
			arrNew[arrNew.length - 1] = addNum;
			//让 arr 指向 arrNew, 
			arr = arrNew;
			//输出arr 看看效果
			System.out.println("====arr扩容后元素情况====");
			for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
				System.out.print(arr[i] + "\t");
			}
			//问用户是否继续
			System.out.println("是否继续添加 y/n");
			char key = myScanner.next().charAt(0);
			if( key == 'n') { //如果输入n ,就结束
				break;
			}			
		}while(true);

		System.out.println("你退出了添加...");
	}
}

删减：（自己写的可能不标准）

import java.util.Scanner;
public class Homework19{ 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
		int[] a = {1,2,3,4,5} ;
		do{

			int[] arr = new int[a.length-1] ;
			for(int i = 0 ; i < a.length-1 ; i++){
				arr[i] = a[i] ;
			}
			a = arr ;
			System.out.println("=====删除后的数组如下=====");
			for(int i = 0 ; i < a.length ; i++){
				System.out.print(a[i] + "\t");
			}
			System.out.println("请输入是否继续删除元素 y/n");
			char key = myScanner.next().charAt(0);
			if(key == 'n' || a.length <=1){
				System.out.println("退出当前删减");
				break;
			}
		}while(true);
		System.out.println("已退出程序。。");
		
	}
}

排序 排序介绍

• 排序介绍：排序是将多个数据，依指定的顺序进行排列的过程
• 排序的分类：
  内部排序：将要处理的所有数据都加载到内部储存器中进行排序。包括（交换式排序法，选择排序法和插入式排序法）
  外部排序法：数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部储存进行排序。包括（合并排序法和直接合并排序法）

冒泡排序法

• 基本思想：通过对待排序序列从后向前（从下标大的元素开始），依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就像水底下的气泡一样逐渐向上冒
• 案例：
  
  

public class BubbleSort { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//老韩 化繁为简，先死后活
		//
		//
		
		
		
		/*
			数组 [24,69,80,57,13]
			第1轮排序: 目标把最大数放在最后
			第1次比较[24,69,80,57,13]
			第2次比较[24,69,80,57,13]
			第3次比较[24,69,57,80,13]
			第4次比较[24,69,57,13,80]

		 */
		int[] arr = {24, 69, 80, 57, 13, -1, 30, 200, -110};
		int temp = 0; //用于辅助交换的变量

		//将多轮排序使用外层循环包括起来即可
		//先死后活 =》 4就是 arr.length - 1
		for( int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {//外层循环是4次

			for( int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {//4次比较-3次-2次-1次
				//如果前面的数>后面的数，就交换
				if(arr[j] > arr[j + 1]) {
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j+1];
					arr[j+1] = temp;  
				}
			}
			System.out.println("\n==第"+(i+1)+"轮==");
			for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
				System.out.print(arr[j] + "\t");
			}

		}
	}
}

查找

import java.util.Scanner;
public class SeqSearch { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		有一个数列：白眉鹰王、金毛狮王、紫衫龙王、青翼蝠王猜数游戏：
		从键盘中任意输入一个名称，判断数列中是否包含此名称【顺序查找】 
		要求: 如果找到了，就提示找到，并给出下标值

		思路分析
		1. 定义一个字符串数组
		2. 接收用户输入, 遍历数组，逐一比较，如果有，则提示信息，并退出
		 */
		
		//定义一个字符串数组
		String[] names = {"白眉鹰王", "金毛狮王", "紫衫龙王", "青翼蝠王"};
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in); 

		System.out.println("请输入名字");
		String findName = myScanner.next();

		//遍历数组，逐一比较，如果有，则提示信息，并退出
		//这里老师给大家一个编程思想/技巧, 一个经典的方法
		int index = -1;
		for(int i = 0; i < names.length; i++) {
			//比较 字符串比较 equals, 如果要找到名字就是当前元素
			if(findName.equals(names[i])) {
				System.out.println("恭喜你找到 " + findName);
				System.out.println("下标为= " + i);
				//把i 保存到 index
				index = i;
				break;//退出 
			} 
		}

		if(index == -1) { //没有找到
			System.out.println("sorry ,没有找到 " + findName);
		}

	}
}

二维数组 入门：

public class TwoDimensionalArray01 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		/*
		请用二维数组输出如下图形
			0 0 0 0 0 0
			0 0 1 0 0 0	
			0 2 0 3 0 0
			0 0 0 0 0 0
		 */
		
		//什么是二维数组： 
		//老韩解读
		//1. 从定义形式上看 int[][]
		//2. 可以这样理解，原来的一维数组的每个元素是一维数组, 就构成二维数组
		int[][] arr = { {0, 0, 0, 0, 0, 0},
						{0, 0, 1, 0, 0, 0}, 
						{0,2,  0, 3, 0, 0}, 
						{0, 0, 0, 0, 0, 0} };

		//关于二维数组的关键概念
		//(1)
		System.out.println("二维数组的元素个数=" + arr.length);
		//(2) 二维数组的每个元素是一维数组, 所以如果需要得到每个一维数组的值
		//    还需要再次遍历
		//(3) 如果我们要访问第 (i+1)个一维数组的第j+1个值 arr[i][j];
		//    举例 访问 3, =》 他是第3个一维数组的第4个值 arr[2][3]
		System.out.println("第3个一维数组的第4个值=" + arr[2][3]); //3


		//输出二维图形
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历二维数组的每个元素
			//遍历二维数组的每个元素(数组)
			//老韩解读
			//1. arr[i] 表示 二维数组的第i+1个元素 比如arr[0]：二维数组的第一个元素
			//2. arr[i].length 得到 对应的 每个一维数组的长度 
			for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
				System.out.print(arr[i][j] + " "); //输出了一维数组
			}
			System.out.println();//换行
		}
	}
}

二维数组的使用 使用方式1-动态初始规划

1. 语法：
   类型[][] 数组名 = new 类型[大小][大小]
   eg: int a[][] = new int[2][3] ;
2. 案例：

public class TwoDimensionalArray02 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		//int arr[][] = new int[2][3];
		
		int arr[][]; //声明二维数组
		arr = new int[2][3];//再开空间 
		
		arr[1][1] = 8;
		//遍历arr数组
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {//对每个一维数组遍历
				System.out.print(arr[i][j] +" ");
			}
			System.out.println();//换行
		}
	}
}

3. 二维数组在内存中的存在形式：
   

使用方式2-动态初始化

1. 先声明：类型 数组名[][];
2. 再定义（开辟空间） 数组名 = new 类型[大小][大小]
3. 赋值（有默认值，比如int 类型的就是0）

使用方式3-列数不确定

public class TwoDimensionalArray03 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		/*
		看一个需求：动态创建下面二维数组，并输出
		
		 i = 0:	1		
		 i = 1:	2	2	
		 i = 2:	3	3	3

		 一个有三个一维数组, 每个一维数组的元素是不一样的
		 */
		
		//创建 二维数组，一个有3个一维数组，但是每个一维数组还没有开数据空间
		int[][] arr = new int[3][]; 
		
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历arr每个一维数组
			//给每个一维数组开空间 new
			//如果没有给一维数组 new ,那么 arr[i]就是null
			arr[i] = new int[i + 1]; 

			//遍历一维数组，并给一维数组的每个元素赋值
			for(int j = 0;  j < arr[i].length; j++) {
				arr[i][j] = i + 1;//赋值
			}

		}

		System.out.println("=====arr元素=====");
		//遍历arr输出
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			//输出arr的每个一维数组
			for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
				System.out.print(arr[i][j] + " ");
			}
			System.out.println();//换行
		}
		

	}
}

使用方式4-静态初始化

1. 定义：
   类型 数组名[][] = {{值1，值2…},{值1，值2…}…}
   eg: int [][]arr = {{1,1,1},{8,8,9},{100}}
2. 解读
   定义了一个数组arr
   arr有三个元素（每个元素都是一维数组）
   第一个一维数组有3个元素，第二个一维数组有3个元素，第三个一维数组有1个元素
   

二维数组案例（杨辉三角）

public class YangHui { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角
		1
		1 1
		1 2 1
		1 3 3  1
		1 4 6  4  1
		1 5 10 10 5 1

		规律
		 1.第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素
		 2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1
		 3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素的值. arr[i][j] 
		  arr[i][j]  =  arr[i-1][j] + arr[i-1][j-1]; //必须找到这个规律

		 */
		int[][] yangHui = new int[12][];
		for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {//遍历yangHui的每个元素

			//给每个一维数组(行) 开空间
			yangHui[i] = new int[i+1];
			//给每个一维数组(行) 赋值
			for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++){
				//每一行的第一个元素和最后一个元素都是1
				if(j == 0 || j == yangHui[i].length - 1) {
					yangHui[i][j] = 1;
				} else {//中间的元素
					yangHui[i][j]  =  yangHui[i-1][j] + yangHui[i-1][j-1];
				}
			}
		}
		//输出杨辉三角
		for(int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
			for(int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {//遍历输出该行
				System.out.print(yangHui[i][j] + "\t");
			}
			System.out.println();//换行.
		}
		
	}
}

二维数组使用细节和注意事项

1. 一维数组的声明方式有:
   int[]x或者int x[]

2. 二维数组的声明方式有:
   int [] [] y或者int[] y []或者int y [] []

3. 二维数组实际上是由多个一维数组组成的，它的各个一维数组的长度可以相同,也可以不相同。比如: map [][]是一个二维数组
   map [= {{1,2].{3.4.53)}
   由map[0]是一个含有两个元素的一维数组，map[1]是一个含有三个元素的一维数组构成，我们也称为列数不等的二维数组。

二维数组练习

本章练习

public class Homework04 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {

		/*
		已知有个升序的数组，要求插入一个元素，该数组顺序依然是升序, 比如:  
		[10， 12， 45， 90],  添加23 后, 数组为 [10， 12，23， 45， 90]


		思路 本质数组扩容 + 定位
		1. 我们先确定 添加数应该插入到哪个索引
		2. 然后扩容
		 */
		
		//先定义原数组
		int[] arr = {10, 12, 45, 90};
		int insertNum = 111;
		int index = -1; //index就是要插入的位置

		//遍历 arr数组， 如果发现 insertNum<=arr[i], 说明 i 就是要插入的位置
		//使用 index 保留 index = i;
		//如果遍历完后，没有发现 insertNum<=arr[i]， 说明 index = arr.length
		//即：添加到arr的最后
		
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			if(insertNum <= arr[i]) {
				index = i;
				break; //找到位置后，就退出
			}
		}

		//判断index 的值
		if(index == -1) { //说明没有还没有找到位置
			index = arr.length;
		}

		//扩容
		//先创建一个新的数组，大小 arr.length + 1
		int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
		//下面老师准备将arr的元素拷贝到 arrNew ,并且要跳过 index位置
		/*
		分析:
		int[] arr = {10, 12, 45, 90};
		arrNew = {              }
		*/
		//i 控制arrNew的下标  , j用来控制arr数组的下标
		for(int i = 0, j = 0; i < arrNew.length; i++) {

			if( i != index ) { //说明可以把 arr的元素拷贝到 arrNew
				arrNew[i] = arr[j];
				j++;
			} else { //i这个位置就是要插入的数
				arrNew[i] = insertNum;
			}
		}

		//让arr 指向 arrNew , 原来的数组，就成为垃圾，被销毁
		arr = arrNew;

		System.out.println("======插入后，arr数组的元素情况======");
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "\t");
		}
	}
}

最后

附上韩顺平老师这节内容的章节总结原视频有助于知识梳理

进度190/910 ，学习永无止境！！！