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一、 数组的常见算法
1.1 数值型数组特征值统计
- 这里的特征值涉及到:平均值、最大值、最小值、总和等
**举例1:**数组统计:求总和、均值
public class TestArrayElementSum {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,5,6,1,9};//求总和、均值int sum = 0;//因为0加上任何数都不影响结果for(int i=0; i<arr.length; i++){sum += arr[i];}double avg = (double)sum/arr.length;System.out.println("sum = " + sum);System.out.println("avg = " + avg);}
}
**举例2:**求数组元素的总乘积
public class TestArrayElementMul {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,5,6,1,9};//求总乘积long result = 1;//因为1乘以任何数都不影响结果for(int i=0; i<arr.length; i++){result *= arr[i];}System.out.println("result = " + result);}
}
**举例3:**求数组元素中偶数的个数
public class TestArrayElementEvenCount {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,5,6,1,9};//统计偶数个数int evenCount = 0;for(int i=0; i<arr.length; i++){if(arr[i]%2==0){evenCount++;}}System.out.println("evenCount = " + evenCount);}
}
**举例4:**求数组元素的最大值
public class TestArrayMax {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,5,6,1,9};//找最大值int max = arr[0];for(int i=1; i<arr.length; i++){//此处i从1开始,是max不需要与arr[0]再比较一次了if(arr[i] > max){max = arr[i];}}System.out.println("max = " + max);}
}
**举例5:**找最值及其第一次出现的下标
public class TestMaxIndex {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,5,6,1,9};//找最大值以及第一个最大值下标int max = arr[0];int index = 0;for(int i=1; i<arr.length; i++){if(arr[i] > max){max = arr[i];index = i;}}System.out.println("max = " + max);System.out.println("index = " + index);}
}
**举例6:**找最值及其所有最值的下标
public class Test13AllMaxIndex {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,5,6,1,9,9,3};//找最大值int max = arr[0];for(int i=1; i<arr.length; i++){if(arr[i] > max){max = arr[i];}}System.out.println("最大值是:" + max);System.out.print("最大值的下标有:");//遍历数组,看哪些元素和最大值是一样的for(int i=0; i<arr.length; i++){if(max == arr[i]){System.out.print(i+"\t");}}System.out.println();}
}
优化
public class Test13AllMaxIndex2 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {4,5,6,1,9,9,3};//找最大值int max = arr[0];String index = "0";for(int i=1; i<arr.length; i++){if(arr[i] > max){max = arr[i];index = i + "";}else if(arr[i] == max){index += "," + i;}}System.out.println("最大值是" + max);System.out.println("最大值的下标是[" + index+"]");}
}
**举例7(难):**输入一个整形数组,数组里有正数也有负数。数组中连续的一个或多个整数组成一个子数组,每个子数组都有一个和。求所有子数组的和的最大值。要求时间复杂度为O(n)。
例如:输入的数组为1, -2, 3, -10, -4, 7, 2, -5,和最大的子数组为3, 10, -4, 7, 2,因此输出为该子数组的和18。
public class Test5 {public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[]{1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5};int i = getGreatestSum(arr);System.out.println(i);}public static int getGreatestSum(int[] arr){int greatestSum = 0;if(arr == null || arr.length == 0){return 0;}int temp = greatestSum;for(int i = 0;i < arr.length;i++){temp += arr[i];if(temp < 0){temp = 0;}if(temp > greatestSum){greatestSum = temp;}}if(greatestSum == 0){greatestSum = arr[0];for(int i = 1;i < arr.length;i++){if(greatestSum < arr[i]){greatestSum = arr[i];}}}return greatestSum;}
}
举例8:评委打分
分析以下需求,并用代码实现:
(1)在编程竞赛中,有10位评委为参赛的选手打分,分数分别为:5,4,6,8,9,0,1,2,7,3
(2)求选手的最后得分(去掉一个最高分和一个最低分后其余8位评委打分的平均值)
/*** @author 尚硅谷-宋红康* @create 10:03*/
public class ArrayExer {public static void main(String[] args) {int[] scores = {5,4,6,8,9,0,1,2,7,3};int max = scores[0];int min = scores[0];int sum = 0;for(int i = 0;i < scores.length;i++){if(max < scores[i]){max = scores[i];}if(min > scores[i]){min = scores[i];}sum += scores[i];}double avg = (double)(sum - max - min) / (scores.length - 2);System.out.println("选手去掉最高分和最低分之后的平均分为:" + avg);}
}
1.2 数组元素的赋值与数组复制
**举例1:**杨辉三角(见二维数组课后案例)
**举例2:**使用简单数组
(1)创建一个名为ArrayTest的类,在main()方法中声明array1和array2两个变量,他们是int[]类型的数组。
(2)使用大括号{},把array1初始化为8个素数:2,3,5,7,11,13,17,19。
(3)显示array1的内容。
(4)赋值array2变量等于array1,修改array2中的偶索引元素,使其等于索引值(如array[0]=0,array[2]=2)。打印出array1。 array2 = array1;
**思考:**array1和array2是什么关系?
**拓展:**修改题目,实现array2对array1数组的复制
**举例3:**一个数组,让数组的每个元素去除第一个元素,得到的商作为被除数所在位置的新值。
public class Test3 {public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[]{12,43,65,3,-8,64,2};// for(int i = 0;i < arr.length;i++){
// arr[i] = arr[i] / arr[0];
// }for(int i = arr.length -1;i >= 0;i--){arr[i] = arr[i] / arr[0];}//遍历arrfor(int i = 0;i < arr.length;i++){System.out.print(arr[i] + " ");}}
}
**举例4:**创建一个长度为6的int型数组,要求数组元素的值都在1-30之间,且是随机赋值。同时,要求元素的值各不相同。
public class Test4 {// 5-67 Math.random() * 63 + 5;@Testpublic void test1() {int[] arr = new int[6];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;boolean flag = false;while (true) {for (int j = 0; j < i; j++) {if (arr[i] == arr[j]) {flag = true;break;}}if (flag) {arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;flag = false;continue;}break;}}for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}}//更优的方法@Testpublic void test2(){int[] arr = new int[6];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;for (int j = 0; j < i; j++) {if (arr[i] == arr[j]) {i--;break;}}}for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}}
}
**举例5:**扑克牌
案例:遍历扑克牌
遍历扑克牌,效果如图所示:
提示:使用两个字符串数组,分别保存花色和点数,再用一个字符串数组保存最后的扑克牌。
String[] hua = {“黑桃”,“红桃”,“梅花”,“方片”};
String[] dian = {“A”,“2”,“3”,“4”,“5”,“6”,“7”,“8”,“9”,“10”,“J”,“Q”,“K”};
package com.atguigu3.common_algorithm.exer5;/*** @author 尚硅谷-宋红康* @create 17:16*/
public class ArrayExer05 {public static void main(String[] args) {String[] hua = {"黑桃","红桃","梅花","方片"};String[] dian = {"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};String[] pai = new String[hua.length * dian.length];int k = 0;for(int i = 0;i < hua.length;i++){for(int j = 0;j < dian.length;j++){pai[k++] = hua[i] + dian[j];}}for (int i = 0; i < pai.length; i++) {System.out.print(pai[i] + " ");if(i % 13 == 12){System.out.println();}}}
}
拓展:在上述基础上,增加大王、小王。
**举例6:**回形数
从键盘输入一个整数(1~20) ,则以该数字为矩阵的大小,把1,2,3…n*n 的数字按照顺时针螺旋的形式填入其中。
例如: 输入数字2,则程序输出:
1 2
4 3
输入数字3,则程序输出:
1 2 3
8 9 4
7 6 5
输入数字4, 则程序输出:
1 2 3 4
12 13 14 5
11 16 15 6
10 9 8 7
//方式1
public class RectangleTest {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("输入一个数字");int len = scanner.nextInt();int[][] arr = new int[len][len];int s = len * len;/** k = 1:向右* k = 2:向下* k = 3:向左* k = 4:向上*/int k = 1;int i = 0,j = 0;for(int m = 1;m <= s;m++){if(k == 1){if(j < len && arr[i][j] == 0){arr[i][j++] = m;}else{k = 2;i++; j--;m--;}}else if(k == 2){if(i < len && arr[i][j] == 0){arr[i++][j] = m;}else{k = 3;i--;j--;m--;}}else if(k == 3){if(j >= 0 && arr[i][j] == 0){arr[i][j--] = m;}else{k = 4;i--;j++;m--;}}else if(k == 4){if(i >= 0 && arr[i][j] == 0){arr[i--][j] = m;}else{k = 1;i++;j++;m--;}}}//遍历for(int m = 0;m < arr.length;m++){for(int n = 0;n < arr[m].length;n++){System.out.print(arr[m][n] + "\t");}System.out.println();}}
}
//方式2
/*01 02 03 04 05 06 07 24 25 26 27 28 29 08 23 40 41 42 43 30 09 22 39 48 49 44 31 10 21 38 47 46 45 32 11 20 37 36 35 34 33 12 19 18 17 16 15 14 13 */
public class RectangleTest1 {public static void main(String[] args) {int n = 7;int[][] arr = new int[n][n];int count = 0; //要显示的数据int maxX = n-1; //x轴的最大下标int maxY = n-1; //Y轴的最大下标int minX = 0; //x轴的最小下标int minY = 0; //Y轴的最小下标while(minX<=maxX) {for(int x=minX;x<=maxX;x++) {arr[minY][x] = ++count;}minY++;for(int y=minY;y<=maxY;y++) {arr[y][maxX] = ++count;}maxX--;for(int x=maxX;x>=minX;x--) {arr[maxY][x] = ++count;}maxY--;for(int y=maxY;y>=minY;y--) {arr[y][minX] = ++count;}minX++;}for(int i=0;i<arr.length;i++) {for(int j=0;j<arr.length;j++) {String space = (arr[i][j]+"").length()==1 ? "0":"";System.out.print(space+arr[i][j]+" ");}System.out.println();}}
}
1.3 数组元素的反转
**实现思想:**数组对称位置的元素互换。

public class TestArrayReverse1 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,2,3,4,5};System.out.println("反转之前:");for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}//反转/*思路:首尾对应位置的元素交换(1)确定交换几次次数 = 数组.length / 2(2)谁和谁交换for(int i=0; i<次数; i++){int temp = arr[i];arr[i] = arr[arr.length-1-i];arr[arr.length-1-i] = temp;}*/for(int i=0; i<arr.length/2; i++){int temp = arr[i];arr[i] = arr[arr.length-1-i];arr[arr.length-1-i] = temp;}System.out.println("反转之后:");for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}}}
或
public class TestArrayReverse2 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,2,3,4,5};System.out.println("反转之前:");for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}//反转//左右对称位置交换for(int left=0,right=arr.length-1; left<right; left++,right--){//首 与 尾交换int temp = arr[left];arr[left] = arr[right];arr[right] = temp;}System.out.println("反转之后:");for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}}
}
1.4 数组的扩容与缩容
数组的扩容
题目:现有数组 int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}; ,现将数组长度扩容1倍,并将10,20,30三个数据添加到arr数组中,如何操作?
public class ArrTest1 {public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};int[] newArr = new int[arr.length << 1];for(int i = 0;i < arr.length;i++){newArr[i] = arr[i];}newArr[arr.length] = 10;newArr[arr.length + 1] = 20;newArr[arr.length + 2] = 30;arr = newArr;//遍历arrfor (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}}
}
数组的缩容
题目:现有数组 int[] arr={1,2,3,4,5,6,7}。现需删除数组中索引为4的元素。
public class ArrTest2 {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};//删除数组中索引为4的元素int delIndex = 4;//方案1:/*//创建新数组int[] newArr = new int[arr.length - 1];for (int i = 0; i < delIndex; i++) {newArr[i] = arr[i];}for (int i = delIndex + 1; i < arr.length; i++) {newArr[i - 1] = arr[i];}arr = newArr;for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}*///方案2:for (int i = delIndex; i < arr.length - 1; i++) {arr[i] = arr[i + 1];}arr[arr.length - 1] = 0;for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}}
}
1.5 数组的元素查找
1、顺序查找
顺序查找:挨个查看
要求:对数组元素的顺序没要求
public class TestArrayOrderSearch {//查找value第一次在数组中出现的indexpublic static void main(String[] args){int[] arr = {4,5,6,1,9};int value = 1;int index = -1;for(int i=0; i<arr.length; i++){if(arr[i] == value){index = i;break;}}if(index==-1){System.out.println(value + "不存在");}else{System.out.println(value + "的下标是" + index);}}
}
2、二分查找
举例:
实现步骤:

//二分法查找:要求此数组必须是有序的。
int[] arr3 = new int[]{-99,-54,-2,0,2,33,43,256,999};
boolean isFlag = true;
int value = 256;
//int value = 25;
int head = 0;//首索引位置
int end = arr3.length - 1;//尾索引位置
while(head <= end){int middle = (head + end) / 2;if(arr3[middle] == value){System.out.println("找到指定的元素,索引为:" + middle);isFlag = false;break;}else if(arr3[middle] > value){end = middle - 1;}else{//arr3[middle] < valuehead = middle + 1;}
}if(isFlag){System.out.println("未找打指定的元素");
}
1.6 数组元素排序
a.算法概述
-
定义
- 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:
-
时间复杂度
:分析关键字的比较次数和记录的移动次数 -
常见的算法时间复杂度由小到大依次为:Ο(1)<Ο(log2n)<Ο(n)<Ο(nlog2n)<Ο(n2)<Ο(n3)<…<Ο(2n)<Ο(n!)<O(nn)
-
空间复杂度
:分析排序算法中需要多少辅助内存一个算法的空间复杂度S(n)定义为该算法所耗费的存储空间,它也是问题规模n的函数。
-
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。
-
b.排序算法概述
-
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,必须借助于外部存储器(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
数组的排序算法很多,实现方式各不相同,时间复杂度、空间复杂度、稳定性也各不相同:
常见时间复杂度所消耗的时间从小到大排序:
O(1) < O(logn) < O(n) < O(nlogn) < O(n^2) < O(n^3) < O(2^n) < O(n!) < O(n^n)
注意,经常将以2为底n的对数简写成logn。
c.冒泡排序(Bubble Sort)

排序思想:
-
比较相邻的元素。如果第一个比第二个大(升序),就交换他们两个。
-
对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数。
-
针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
-
持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较为止。
**动态演示:**https://visualgo.net/zh/sorting
/*
1、冒泡排序(最经典)
思想:每一次比较“相邻(位置相邻)”元素,如果它们不符合目标顺序(例如:从小到大),就交换它们,经过多轮比较,最终实现排序。(例如:从小到大) 每一轮可以把最大的沉底,或最小的冒顶。过程:arr{6,9,2,9,1} 目标:从小到大第一轮:第1次,arr[0]与arr[1],6>9不成立,满足目标要求,不交换第2次,arr[1]与arr[2],9>2成立,不满足目标要求,交换arr[1]与arr[2] {6,2,9,9,1}第3次,arr[2]与arr[3],9>9不成立,满足目标要求,不交换第4次,arr[3]与arr[4],9>1成立,不满足目标要求,交换arr[3]与arr[4] {6,2,9,1,9}第一轮所有元素{6,9,2,9,1}已经都参与了比较,结束。第一轮的结果:第“一”最大值9沉底(本次是后面的9沉底),即到{6,2,9,1,9}元素的最右边第二轮:第1次,arr[0]与arr[1],6>2成立,不满足目标要求,交换arr[0]与arr[1] {2,6,9,1,9}第2次,arr[1]与arr[2],6>9不成立,满足目标要求,不交换第3次:arr[2]与arr[3],9>1成立,不满足目标要求,交换arr[2]与arr[3] {2,6,1,9,9}第二轮未排序的所有元素 {6,2,9,1}已经都参与了比较,结束。第二轮的结果:第“二”最大值9沉底(本次是前面的9沉底),即到{2,6,1,9}元素的最右边
第三轮:第1次,arr[0]与arr[1],2>6不成立,满足目标要求,不交换第2次,arr[1]与arr[2],6>1成立,不满足目标要求,交换arr[1]与arr[2] {2,1,6,9,9}第三轮未排序的所有元素{2,6,1}已经都参与了比较,结束。第三轮的结果:第三最大值6沉底,即到 {2,1,6}元素的最右边
第四轮:第1次,arr[0]与arr[1],2>1成立,不满足目标要求,交换arr[0]与arr[1] {1,2,6,9,9}第四轮未排序的所有元素{2,1}已经都参与了比较,结束。第四轮的结果:第四最大值2沉底,即到{1,2}元素的最右边*/
public class Test19BubbleSort{public static void main(String[] args){int[] arr = {6,9,2,9,1};//目标:从小到大//冒泡排序的轮数 = 元素的总个数 - 1//轮数是多轮,每一轮比较的次数是多次,需要用到双重循环,即循环嵌套//外循环控制 轮数,内循环控制每一轮的比较次数和过程for(int i=1; i<arr.length; i++){ //循环次数是arr.length-1次/轮/*假设arr.length=5i=1,第1轮,比较4次arr[0]与arr[1]arr[1]与arr[2]arr[2]与arr[3]arr[3]与arr[4]arr[j]与arr[j+1],int j=0;j<4; j++i=2,第2轮,比较3次arr[0]与arr[1]arr[1]与arr[2]arr[2]与arr[3]arr[j]与arr[j+1],int j=0;j<3; j++i=3,第3轮,比较2次arr[0]与arr[1]arr[1]与arr[2]arr[j]与arr[j+1],int j=0;j<2; j++i=4,第4轮,比较1次arr[0]与arr[1]arr[j]与arr[j+1],int j=0;j<1; j++int j=0; j<arr.length-i; j++*/for(int j=0; j<arr.length-i; j++){//希望的是arr[j] < arr[j+1]if(arr[j] > arr[j+1]){//交换arr[j]与arr[j+1]int temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}//完成排序,遍历结果for(int i=0; i<arr.length; i++){System.out.print(arr[i]+" ");}}
}
冒泡排序优化(选讲)
/*
思考:冒泡排序是否可以优化
*/
class Test19BubbleSort2{public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9};//从小到大排序for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {boolean flag = true;//假设数组已经是有序的for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {//希望的是arr[j] < arr[j+1]if (arr[j] > arr[j + 1]) {//交换arr[j]与arr[j+1]int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;flag = false;//如果元素发生了交换,那么说明数组还没有排好序}}if (flag) {break;}}//完成排序,遍历结果for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.print(arr[i] + " ");}}
}
d.快速排序
快速排序(Quick Sort)由图灵奖
获得者Tony Hoare
发明,被列为20世纪十大算法之一
,是迄今为止所有内排序算法中速度最快的一种,快速排序的时间复杂度为O(nlog(n))。
快速排序通常明显比同为O(nlogn)的其他算法更快,因此常被采用,而且快排采用了分治法的思想,所以在很多笔试面试中能经常看到快排的影子。
排序思想:
-
从数列中挑出一个元素,称为"基准"(pivot),
-
重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区结束之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
-
递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
-
递归的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去,但是这个算法总会结束,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
**动态演示:**https://visualgo.net/zh/sorting
图示1:
图示2:
第一轮操作:
第二轮操作:
e.内部排序性能比较与选择
-
性能比较
- 从平均时间而言:快速排序最佳。但在最坏情况下时间性能不如堆排序和归并排序。
- 从算法简单性看:由于直接选择排序、直接插入排序和冒泡排序的算法比较简单,将其认为是简单算法。对于Shell排序、堆排序、快速排序和归并排序算法,其算法比较复杂,认为是复杂排序。
- 从稳定性看:直接插入排序、冒泡排序和归并排序时稳定的;而直接选择排序、快速排序、 Shell排序和堆排序是不稳定排序
- 从待排序的记录数n的大小看,n较小时,宜采用简单排序;而n较大时宜采用改进排序。
-
选择
- 若n较小(如n≤50),可采用直接插入或直接选择排序。
当记录规模较小时,直接插入排序较好;否则因为直接选择移动的记录数少于直接插入,应选直接选择排序为宜。 - 若文件初始状态基本有序(指正序),则应选用直接插入、冒泡或随机的快速排序为宜;
- 若n较大,则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法:快速排序、堆排序或归并排序。
- 若n较小(如n≤50),可采用直接插入或直接选择排序。
二、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。 比如:
数组元素拼接
- static String toString(int[] a) :字符串表示形式由数组的元素列表组成,括在方括号(“[]”)中。相邻元素用字符 ", "(逗号加空格)分隔。形式为:[元素1,元素2,元素3。。。]
- static String toString(Object[] a) :字符串表示形式由数组的元素列表组成,括在方括号(“[]”)中。相邻元素用字符 ", "(逗号加空格)分隔。元素将自动调用自己从Object继承的toString方法将对象转为字符串进行拼接,如果没有重写,则返回类型@hash值,如果重写则按重写返回的字符串进行拼接。
数组排序
- static void sort(int[] a) :将a数组按照从小到大进行排序
- static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) :将a数组的[fromIndex, toIndex)部分按照升序排列
- static void sort(Object[] a) :根据元素的自然顺序对指定对象数组按升序进行排序。
- static void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) :根据指定比较器产生的顺序对指定对象数组进行排序。
数组元素的二分查找
- static int binarySearch(int[] a, int key) 、static int binarySearch(Object[] a, Object key) :要求数组有序,在数组中查找key是否存在,如果存在返回第一次找到的下标,不存在返回负数。
数组的复制
- static int[] copyOf(int[] original, int newLength) :根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组,并返回新数组
- static T[] copyOf(T[] original,int newLength):根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组,并返回新数组
- static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) :复制original原数组的[from,to)构成新数组,并返回新数组
- static T[] copyOfRange(T[] original,int from,int to):复制original原数组的[from,to)构成新数组,并返回新数组
比较两个数组是否相等
- static boolean equals(int[] a, int[] a2) :比较两个数组的长度、元素是否完全相同
- static boolean equals(Object[] a,Object[] a2):比较两个数组的长度、元素是否完全相同
填充数组
- static void fill(int[] a, int val) :用val值填充整个a数组
- static void fill(Object[] a,Object val):用val对象填充整个a数组
- static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val):将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val值
- static void fill(Object[] a, int fromIndex, int toIndex, Object val) :将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val对象
举例: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[] arr = {3, 2, 5, 1, 6};System.out.println("排序前" + Arrays.toString(arr));Arrays.sort(arr);System.out.println("排序后" + Arrays.toString(arr));}
}
三、数组中的常见异常
3.1 数组角标越界异常
当访问数组元素时,下标指定超出[0, 数组名.length-1]的范围时,就会报数组下标越界异常:ArrayIndexOutOfBoundsException。
public class TestArrayIndexOutOfBoundsException {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,2,3};// System.out.println("最后一个元素:" + arr[3]);//错误,下标越界// System.out.println("最后一个元素:" + arr[arr.length]);//错误,下标越界System.out.println("最后一个元素:" + arr[arr.length-1]);//对}
}
创建数组,赋值3个元素,数组的索引就是0,1,2,没有3索引,因此我们不能访问数组中不存在的索引,程序运行后,将会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException
数组越界异常。在开发中,数组的越界异常是不能出现的,一旦出现了,就必须要修改我们编写的代码。
3.2 空指针异常
- 观察一下代码,运行后会出现什么结果
public class TestNullPointerException {public static void main(String[] args) {//定义数组int[][] arr = new int[3][];System.out.println(arr[0][0]);//NullPointerException}
}
因为此时数组的每一行还未分配具体存储元素的空间,此时arr[0]是null,此时访问arr[0][0]会抛出NullPointerException
空指针异常。
空指针异常在内存图中的表现
小结:空指针异常情况
//举例一:
// int[] arr1 = new int[10];
// arr1 = null;
// System.out.println(arr1[9]);//举例二:
// int[][] arr2 = new int[5][];
// //arr2[3] = new int[10];
// System.out.println(arr2[3][3]);//举例三:String[] arr3 = new String[10];System.out.println(arr3[2].toString());