Java(老白再次入门)

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Java基础知识图解

1.数组的概述

数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
数组的常见概念

数组名
下标(或索引)
元素
数组的长度

数组本身是引用数据类型，而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数据类型。
创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间，而数组名中引用的是这块连续空间的首地址。
数组的长度一旦确定，就不能修改。
我们可以直接通过下标(或索引)的方式调用指定位置的元素，速度很快。
数组的分类：

按照维度：一维数组、二维数组、三维数组、…
按照元素的数据类型分：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组(即对象数组)

2.一维数组的使用

声明

一维数组的声明方式：
type var[] 或 type[] var；

例如：
int a[];
int[] a1;
double b[];
String[] c; //引用类型变量数组

Java语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的数)，例如： int a[5]; //非法

初始化

动态初始化：数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行

int[] arr = new int[3];                             String names[];
arr[0] = 3;                                            names = new String[3];
arr[1] = 9;                                            names[0] = "钱学森";
arr[2] = 8;                                            names[1] = "邓稼先";names[2] = "袁隆平";

静态初始化：在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。

int arr[] = new int[]{3,9,8};                       String names[] = {"李四光" , "茅以升" , "华罗庚"}
或
int[] arr = {3,9,8}

数组元素的引用

定义并用运算符new为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素；
数组元素的引用方式：数组名[数组元素下标]

数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
数组元素下标从0开始；长度为n的数组合法下标取值范围: 0 —>n-1；如int a[]=new int[3];可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]

每个数组都有一个属性length指明它的长度，例如：a.length 指明数组a的长度(元素个数)

数组一旦初始化，其长度是不可变的

数组元素的默认初始化值

数组是引用类型，它的元素相当于类的成员变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。例如

public class Test{public static void main(String args[]){int a[] = new int[5];System.out.println(a[3]);     //a[3]的默认值为0}
}

对于基本数据类型而言，默认初始化值各有不同
对于引用数据类型而言，默认初始化值为null(注意与0不同！)

数组元素类型	元素默认初始值
byte	0
short	0
int	0
long	0L
float	0.0F
double	0.0
char	0 或写为：‘\u0000’(表现为空)
boolean	false
引用类型	null

创建基本数据类型数组 (1)

创建基本数据类型数组 (2)

创建基本数据类型数组 (3)

内存的简化结构

一维数组的内存解析

3.多维数组的使用

⚪Java 语言里提供了支持多维数组的语法。
⚪如果说可以把一维数组当成几何中的线性图形，那么二维数组就相当于是一个表格，像右图Excel中的表格一样。
⚪对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组array1又作为另一个一维数组array2的元素而存在。其实，从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组。

二维数组[][]：数组中的数组

格式1（动态初始化）：

int[][] arr = new int[3][2];

定义了名称为arr的二维数组
二维数组中有3个一维数组
每一个一维数组中有2个元素
一维数组的名称分别为arr[0], arr[1], arr[2]
给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：arr[0][1] = 78;
格式2（动态初始化）：

int[][] arr = new int[3][];

二维数组中有3个一维数组。
每个一维数组都是默认初始化值null (注意：区别于格式1）
可以对这个三个一维数组分别进行初始化
arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2];
注：
int[][]arr = new int[][3]; //非法

格式3（静态初始化）：

int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};

定义一个名称为arr的二维数组，二维数组中有三个一维数组
每一个一维数组中具体元素也都已初始化
第一个一维数组 arr[0] = {3,8,2};
第二个一维数组 arr[1] = {2,7};
第三个一维数组 arr[2] = {9,0,1,6};
第三个一维数组的长度表示方式：arr[2].length;
⚪注意特殊写法情况：int[] x,y[]; x是一维数组，y是二维数组。
⚪Java中多维数组不必都是规则矩阵形式

二维数组的内存解析

4.数组中涉及到的常见算法

数组拷贝

二分法查找算法

排序算法

排序：假设含有n个记录的序列为{R1，R2，…,Rn},其相应的关键字序列为{K1，K2，…,Kn}。将这些记录重新排序为{Ri1,Ri2,…,Rin},使得相应的关键字值满足条Ki1<=Ki2<=…<=Kin,这样的一种操作称为排序。

通常来说，排序的目的是快速查找。

衡量排序算法的优劣：

1.时间复杂度：分析关键字的比较次数和记录的移动次数
2.空间复杂度：分析排序算法中需要多少辅助内存
3.稳定性：若两个记录A和B的关键字值相等，但排序后A、B的先后次序保持不变，则称这种排序算法是稳定的。

排序算法分类：内部排序和外部排序。

内部排序：整个排序过程不需要借助于外部存储器（如磁盘等），所有排序操作都在内存中完成。
外部排序：参与排序的数据非常多，数据量非常大，计算机无法把整个排序过程放在内存中完成，必须借助于外部储器（如磁盘）。外部排序最常见的是多路归并排序。可以认为外部排序是由多次内部排序组成。

十大内部排序算法

选择排序

直接选择排序、堆排序

交换排序

冒泡排序、快速排序

插入排序

直接插入排序、折半插入排序、Shell排序

归并排序
桶式排序
基数排序

算法介绍

算法的5大特征

说明：满足确定性的算法也称为：确定性算法。现在人们也关注更广泛的概念，例如考虑各种非确定性的算法，如并行算法、概率算法等。另外，人们也关注并不要求终止的计算描述，这种描述有时被称为过程（procedure）。

算法部分单独拿出来在算法专栏里复习!!!

5.Arrays工具类的使用

java.util.Arrays类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。

1	boolean equals(int[] a,int[] b)	判断两个数组是否相等。
2	String toString(int[] a)	输出数组信息。
3	void fill(int[] a,int val)	将指定值填充到数组之中。
4	void sort(int[] a)	对数组进行排序。
5	int binarySearch(int[] a,int key)	对排序后的数组进行二分法检索指定的值。

数组排序

java.util.Arrays类的sort()方法提供了数组元素排序功能：

import java.util.Arrays;
public class SortTest {public static void main(String[] args) {int [] numbers = {5,900,1,5,77,30,64,700};Arrays.sort(numbers);for(int i = 0; i < numbers.length; i++){System.out.println(numbers[i]); } }
}

6.数组使用中的常见异常

编译时，不报错！！

数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)

int[] arr = new int[2];
System.out.println(arr[2]);
System.out.println(arr[-1]);
访问到了数组中的不存在的脚标时发生。

空指针异常(NullPointerException)

int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);
arr引用没有指向实体，却在操作实体中的元素时。