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第6章：数组、排序和查找

news 来源：原创 2024/5/7 5:08:06

6.1 为什么需要数组

一个养鸡场有 6 只鸡，它们的体重分别是 3kg,5kg,1kg,3.4kg,2kg,50kg 。请问这六只鸡的总体重是多少?平
均体重是多少? 请你编一个程序。

根据之前所学知识，大家基本都是直接定义6个变量存储这些体重，然后所有体重相加，再求平均体重。

思路： 定义 6 个变量 , 加起来 总体重， 求出平均体重.引出 -> 数组


//数组的引出
//
public class Array01 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		它们的体重分别是3kg,5kg,1kg,3.4kg,2kg,50kg 。
		请问这六只鸡的总体重是多少?平均体重是多少?

		思路分析
		1. 定义六个变量 double , 求和 得到总体重
		2. 平均体重 = 总体重 / 6
		3. 分析传统实现的方式问题. 6->600->566
		4. 引出新的技术 -> 使用数组来解决.
		 */
		
		double hen1 = 3;
		double hen2 = 5;
		double hen3 = 1;
		double hen4 = 3.4;
		double hen5 = 2;
		double hen6 = 50;

		double totalWeight = hen1 + hen2 + hen3 + hen4 + hen5 + hen6;
		
		double avgWeight = totalWeight / 6;
		System.out.println("总体重=" + totalWeight 
		 	+ "平均体重=" + avgWeight);
	}
}

这上面是最笨拙的方式了，那怎样才能简单便捷呢？

6.1.1 数组介绍

数组可以存放多个同一类型的数据。数组也是一种数据类型，是引用类型。 即：数(数据)组(一组)就是一组数据。

6.1.2 数组快速入门

根据上面那问题，我们可以用数组来解决下。


//数组的引出
//
public class Array01 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		/*
		它们的体重分别是3kg,5kg,1kg,3.4kg,2kg,50kg 。
		请问这六只鸡的总体重是多少?平均体重是多少?

		思路分析
		1. 定义六个变量 double , 求和 得到总体重
		2. 平均体重 = 总体重 / 6
		3. 分析传统实现的方式问题. 6->600->566
		4. 引出新的技术 -> 使用数组来解决.
		 */
		
		// double hen1 = 3;
		// double hen2 = 5;
		// double hen3 = 1;
		// double hen4 = 3.4;
		// double hen5 = 2;
		// double hen6 = 50;

		// double totalWeight = hen1 + hen2 + hen3 + hen4 + hen5 + hen6;
		
		// double avgWeight = totalWeight / 6;
		// System.out.println("总体重=" + totalWeight 
		// 	+ "平均体重=" + avgWeight);

		//比如，我们可以用数组来解决上一个问题 => 体验
		//
		//定义一个数组
		//爱摸鱼的TT~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
		//爱摸鱼的TT~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) );
	
	}
}

6.2 数组的使用

6.2.1 使用方式1 - 动态初始化

  1. 数组的定义 数组名[ ] = new 数组类型[大小];
例如：int a[] = new int[5]; // 创建了一个数组，名字为a，存放5个int

说明：这是定义数组的一种方法，为了让大家明白，我画数组内存图说明

在这里插入图片描述

  1. 数组的引用（使用/访问/获取数组元素）数组名[下标/索引/index]
比如：你要使用a数组的第3个数，即a[2];// 因为数组下标是从0开始的

案例：
循环输入5个成绩，保存到double数组，并输出

import java.util.Scanner;
public class Array02 { 

	//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]);
		}
	}
}

6.2.2 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; 
int a[]; 或者 int[] a;
  1. 创建数组
语法: 数组名=new 数据类型[大小]; 
a = new int[10];

6.2.3 使用方式3 - 静态初始化

初始化数组

语法：数组类型 数组名[] = {元素值，元素值...}
int[] a = {2,4,6,7,9,10},如果知道数组有多少元素，就具体值
上面的用法相当于：int a[] = new int[9];
				a[0] = 2; a[1] = 4; a[2] = 6;...

6.3 数组使用注意事项和细节

    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
//int[] arr1 = {1, 2, 3, 60,"hello"};//String ->int
double[] arr2 = {1.1, 2.2, 3.3, 60.6, 100};//int ->double
    1. 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。
    1. 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]);
}

在这里插入图片描述

    1. 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
    1. 数组的下标是从 0 开始的。
    1. 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
int [] arr = new int[5];
//System.out.println(arr[5]);//数组越界

6.4 数组应用案例

  1. 创建一个 char 类型的 26 个元素的数组，分别 放置’A’-‘Z’。使用 for 循环访问所有元素并打印出来。提示：char 类型数据运算 ‘A’+2 -> ‘C’ ArrayExercise01.java

public class ArrayExercise01 { 

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

		/*
		创建一个char类型的26个元素的数组，分别 放置'A'-'Z'。
		使用for循环访问所有元素并打印出来。
		提示：char类型数据运算 'A'+1 -> 'B'  

		思路分析
		1. 定义一个 数组  char[] chars = new char[26]
		2. 因为 'A' + 1 = 'B' 类推，所以老师使用for来赋值
		3. 使用for循环访问所有元素
		 */
		char[] chars = new char[26];
		for( int i = 0; i < chars.length; i++) {//循环26次
			//chars 是 char[] 
			//chars[i] 是 char
			chars[i] = (char)('A' + i); //'A' + i 是int , 需要强制转换
		}

		//循环输出
		System.out.println("===chars数组===");
		for( int i = 0; i < chars.length; i++) {//循环26次
			System.out.print(chars[i] + " ");
		}
		
	}
}

在这里插入图片描述

  1. 请求出一个数组 int[ ]的最大值 {4,-1,9, 10,23}，并得到对应的下标。 ArrayExercise02.java
public class ArrayExercise02{
	public static void main(String[] args){
		//需求：
		//请求出一个数组 int[]的最大值 {4,-1,9, 10,23}，并得到对应的下标。
		//思路分析
		//1.定义一个 int 数组 int[] arr = {4,-1,9, 10,23};
		//2.假定 max = arr[0] 是最大值 , maxIndex=0;
		//3.从下标 1 开始遍历 arr， 如果 max < 当前元素，说明 max 不是真正的
		//最大值, 我们就 max=当前元素; maxIndex=当前元素下标
		//4.当我们遍历这个数组 arr 后 , max 就是真正的最大值，maxIndex 最大值
		//代码实现
		//
		int[] arr = {4,-9,9,18,55,78};
		int max = arr[0];//假定第一个元素就是最大值
		int maxIndex = 0;
		for(int i = 1; i < arr.length; i++){//从下标 1 开始遍历 arr
			if(max < arr[i]){//如果 max < 当前元素
				max = arr[i];//把 max 设置成 当前元素
				maxIndex = i;
			}
		}
        //当我们遍历这个数组 arr 后 , max 就是真正的最大值，maxIndex 最大值下标
		System.out.println("max=" + max + " maxIndex=" + maxIndex);

	}
}

在这里插入图片描述

6.5 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，而且相互不影响。

int n1 = 2; int n2 = n1;
  1. 数组在默认情况下是引用传递，赋的值是地址。
    看一个案例，并分析数组赋值的内存图(重点, 难点.)。
//代码 ArrayAssign.java 
int[] arr1 = {1,2,3}; 
int[] arr2 = arr1;

在这里插入图片描述

6.6 数组拷贝[引用传递]

编写代码 实现数组拷贝(内容复制) ArrayCopy.java
将 int[ ] arr1 = {10,20,30}; 拷贝到 arr2 数组, 要求数据空间是独立的。

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];
		}

		//爱摸鱼的TT~修改 arr2， 不会对arr1有影响。（因为是二者都自己开辟各自空间）
		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]);
		}
	}
}

在这里插入图片描述

从上可以看出，arr1和arr2都是各自开辟自己空间，互不影响，只是将arr1的值拷贝给arr2而已，改变arr2的元素并不会对arr1有影响。

6.7 数组反转

要求：把数组的元素内容反转。 ArrayReverse.java

arr {11,22,33,44,55,66} -> {66, 55,44,33,22,11}

方式 1：**通过找规律反转 **【思路分析】


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};
		//爱摸鱼的TT~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++) {
            //既然要交换二者的数，那就必须引出第三者来存储，否则交换必失败
			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
		}
	}
}

在这里插入图片描述

方式 2：使用逆序赋值方式 【思路分析, 学员自己完成】 ArrayReverse02.java


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 
		//爱摸鱼的TT~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");
		}

	}
}

图示解说：
在这里插入图片描述

运行结果：
在这里插入图片描述

6.8 数组添加/扩容

要求：实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容。

  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 ArrayAdd02.java
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，爱摸鱼的TT~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];//扩容
			//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...");
	}
}

在这里插入图片描述

课后练习题: ArrayReduce.java

有一个数组 {1， 2， 3， 4， 5，100, 0}， 可以将该数组进行缩减，提示用户是否继续缩减，每次缩减最后那个元素。当只剩下最后一个元素，提示，不能再缩减。

import java.util.Scanner;
public class ArrayReduce{
	public static void main(String[] args){
		//需求：
		//有一个数组 {1， 2， 3， 4， 5，100,0}， 
		//可以将该数组进行缩减，提示用户是否继续缩减，每次缩减最后那个元素。
		//当只剩下最后一个元素，提示，不能再缩减。 
		//思路分析：
		//1.先定义int[] arr数组存放数值
		//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.把元素5删除，并拷贝到新数组arrNew中
		//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，爱摸鱼的TT~使用 do-while + break来控制
		//代码实现
		//
		Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
		int[] arr = {1,2,3,4,5,100,0};
		do{ //不确定次数用却至少用一次,用 do while 循环
			int[] arrNew = new int[arr.length - 1];//复制一个比原来数组长度小1的数组
			for(int i = 0; i < arrNew.length; i++){
				arrNew[i] = arr[i];
			}
			//让 arr 指向 arrNew,
			arr = arrNew;
			//输出arr 看看效果
			System.out.println("====arr缩减后元素情况====");
			for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
				System.out.print(arr[i] + "\t");
			}
			//问用户是否继续
			System.out.println("\n是否继续添加 y/n");
			char key = myScanner.next().charAt(0);
			if( key == 'n' || arr.length < 2) { //如果输入n ,就结束
				System.out.println("不能再缩减了！");
				break;
			}
		}while(true);	
	}
}

在这里插入图片描述

6.9 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：

6.9.1 内部排序

内部排序是指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器中进行排序。包括(交换式排序法、选择
式排序法和插入式排序法)；

6.9.2 外部排序

外部排序是指数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储进行排序。包括(合并排序法和直接合并排序法)。

我们接下来在这阶段就讲解冒泡排序法，其他的排序到后面学数据结构与算法会详细介绍。

6.10 冒泡排序法

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从后向前（从下标较大的元素开始），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。

冒泡排序法案例

BubbleSort.java
下面我们举一个具体的案例来说明冒泡法。我们将五个无序：24,69,80,57,13 使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列。

思路->走代码, 你可以自己完整的分析冒泡的执行流程
【分析冒泡排序法】
在这里插入图片描述


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");
			}

		}

		// for( int j = 0; j < 4; j++) {//4次比较
		// 	//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("==第1轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "\t");
		// }
		// /*
		// 第2轮排序: 目标把第二大数放在倒数第二位置
		// 第1次比较[24,69,57,13,80]
		// 第2次比较[24,57,69,13,80]
		// 第3次比较[24,57,13,69,80]
		//  */
		
		// for( int j = 0; j < 3; j++) {//3次比较
		// 	//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2轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "\t");
		// }

		
		// 第3轮排序: 目标把第3大数放在倒数第3位置
		// 第1次比较[24,57,13,69,80]
		// 第2次比较[24,13,57,69,80]
		 
		
		// for( int j = 0; j < 2; j++) {//2次比较
		// 	//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3轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "\t");
		// }

		// /*
		// 第4轮排序: 目标把第4大数放在倒数第4位置
		// 第1次比较[13,24,57,69,80]
		//  */
		
		// for( int j = 0; j < 1; j++) {//1次比较
		// 	//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4轮==");
		// for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
		// 	System.out.print(arr[j] + "\t");
		// }

	}
}

在这里插入图片描述

6.12 查找

6.12.1 查找介绍

在 java 中，我们常用的查找有两种:

    1. 顺序查找 SeqSearch.java
    1. 二分查找【二分法，我们放在算法讲解】

6.12.2 案例演示

  1. 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。 SeqSearch.java
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
		//这里爱摸鱼的TT~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(names[i].equals(findName)) {
				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);
		}
	}
}

在这里插入图片描述

  1. 请对一个有序数组进行二分查找 {1,8, 10, 89, 1000, 1234} ，输入一个数看看该数组是否存在此数，并且求出下标，如果没有就提示"没有这个数"。【自己课后完成】

6.13 多维数组-二维数组

多维数组我们只介绍二维数组。

二维数组的应用场景 ：比如我们开发一个五子棋游戏，棋盘就是需要二维数组来表示。如图
在这里插入图片描述

6.14 二维数组的使用

6.14.1 快速入门案例

TwoDimensionalArray01.java
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


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： 
		//爱摸鱼的TT~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} };

		//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)
			//爱摸鱼的TT~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
		}
	}
}

在这里插入图片描述

6.14.2 关于二维数组的关键概念

  • (1)二维数组的元素个数，也就是有多少行
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

6.14.3 使用方式 1: 动态初始化

    1. 语法: 类型[ ][ ] 数组名=new 类型[大小][大小]
    1. 比如: int a[][]=new int[2][3]；
    1. 使用演示 (TwoDimensionalArray02.java )
    1. 二维数组在内存的存在形式(!!画图)

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
		}
	}
}

二维数组内存分析：
在这里插入图片描述

6.14.4 使用方式 2: 动态初始化

  • 先声明：类型 数组名[ ][ ]; TwoDimensionalArray02.java
  • 再定义(开辟空间) 数组名 = new 类型[大小][大小]
  • 赋值(有默认值，比如 int 类型的就是 0)

6.14.5 使用方式 3: 动态初始化-列数不确定

  • 1） 看一个需求：动态创建下面二维数组，并输出。

在这里插入图片描述

  • 2） 完成该案例
  • 3） 画出执行分析示意图

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
		}
	}
}

在这里插入图片描述

6.14.6 使用方式 4: 静态初始化

TwoDimensionalArray04.java

  • 定义 类型 数组名[ ][ ] = {{值 1,值 2…},{值 1,值 2…},{值 1,值 2…}}
  • 使用即可 [ 固定方式访问 ]

比如:

int[][] arr = {{1,1,1}, {8,8,9}, {100}};

解读

  1. 定义了一个二维数组 arr
  2. arr 有三个元素(每个元素都是一维数组【行】)
  3. 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

6.14.7 案例

TwoDimensionalArray05.java
int arr[][]={{4,6},{1,4,5,7},{-2}}; 遍历该二维数组，并得到和


public class TwoDimensionalArray05 { 

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

		/*
		int arr[][]={{4,6},{1,4,5,7},{-2}}; 遍历该二维数组，并得到和 
		
		思路
		1. 遍历二维数组，并将各个值累计到 int sum
		 */
		int arr[][]= {{4,6},{1,4,5,7},{-2}};
		int sum = 0;
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			//遍历每个一维数组
			for(int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
				sum += arr[i][j];
			}
		}
		System.out.println("sum=" + sum);
	}
}

在这里插入图片描述

6.15 二维数组的应用案例

  1. 使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角 YangHui.java
    在这里插入图片描述

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.
		}
		
	}
}

在这里插入图片描述

6.16 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[]
    1. 二维数组的声明方式有:
int[][] y 或者 int[] y[] 或者 int y[][]
    1. 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
int map [][] = {{1,2},{3,4,5}};

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 。

6.17 二维数组课堂练习

在这里插入图片描述

6.18 本章巩固习题

  1. 已知有个升序的数组，要求插入一个元素，该数组顺序依然升序，比如：[10, 12, 45, 90]，添加23后，数组为[10, 12, 23, 45, 90]，并将分析示意图画出来。【多练】
public class Homework01 { 

	//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 = 23; //插入的元素
		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【插入到最后，当前数组长度即可】
		//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 = {              }
		*/
		//为什么要定义j呢？
		//i 控制arrNew的下标  , j用来控制arr数组的下标，
		//当满足插入位置时，j就不进行++，i还正常++，
		//这样就将旧数组当前元素赋值给新数组的下一位元素，而不至于赋值失败
		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");
		}
	}
}

运行结果：

![0.pn(https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1c9877cd82fb50ced8a93dea7bb63f70.png#clientId=ucbc0e653-e13a-4&from=ui&id=u46de8854&margin=[object Object]&name=0.png&originHeight=102&originWidth=886&originalType=binary&ratio=1&size=13140&status=done&style=none&taskId=u349d5f82-a1be-41df-ba31-6e9fd7658c8)

分析示意图：
在这里插入图片描述

  1. 随机生成10个整数（1-100的范围）保存数组，并倒序打印以及求平均值，求最大值和最大值的下标，并查找里面是否有8。
public class Homework05 { 

	//编写一个main方法
	public static void main(String[] args) {
		
		/*
		随机生成10个整数(1_100的范围)保存到数组，
		并倒序打印以及求平均值、求最大值和最大值的下标、
		并查找里面是否有 8  Homework05.java
		 */
		
		int[] arr = new int[10]; 
		//(int)(Math.random() * 100) + 1 生产 随机数 1-100
		
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			arr[i] = (int)(Math.random() * 100) + 1;
		}

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

		System.out.println("\n====arr的元素情况(倒序)=====");
		for(int i = arr.length -1; i >= 0; i--) {
			System.out.print(arr[i] + "\t");
		}

		//平均值、求最大值和最大值的下标
		//我们这里将需要一起完成
		//
		double sum = arr[0];
		int max = arr[0];
		int maxIndex = 0;
		for(int i = 1; i < arr.length; i++ ) {

			sum += arr[i]; //累积和

			if( max < arr[i]) {//说明max不是最大值，就变化
				max = arr[i];
				maxIndex = i;
			}
		}

		System.out.println("\nmax=" + max + " maxIndex=" + maxIndex);
		System.out.println("\n平均值=" + (sum / arr.length));


		//查找数组中是否有8->使用顺序查找
		int findNum = 8;
		int index = -1; //如果找到，就把下标记录到 index
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			if(findNum == arr[i]) {
				System.out.println("找到数" + findNum + " 下标=" + i);
				index = i;
				break;
			}
		}

		if(index == -1) {
			System.out.println("没有找到数" + findNum );
		}
	}
}

在这里插入图片描述

  1. 写出冒泡排序的代码。

public class Homework07 { 

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

		//冒泡排序
		//要求从小到大
		int[] arr = {20, -1, 89, 2, 890, 7};

		int temp = 0; //辅助交换
		for(int i = 0; i < arr.length -1 ; i++) {//外层循环(轮)
			for(int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {//每轮的比较次数
				//如果是从小到大，条件是 arr[j] > arr[j+1]
				//如果是从大到小，条件是 arr[j] < arr[j+1]
				if(arr[j] > arr[j+1]) {
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j+1];
					arr[j+1] = temp;
				}
			}
		}

		//搞定
		System.out.println("\n==== 排序后====");
		for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + "\t");
		}
	}
}

在这里插入图片描述

本手册会持续更新，感谢大家的阅读~

对学习Java感兴趣的小伙伴、有任何问题都欢迎大家加我的WeChat：Zxutt_996 一起探讨
一起遇到志同道合的我们吧，让我们一起在学习Java的路上打怪升级！加油，未来是我们的~

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