Java.SE數(shù)組的一些常見練習(xí)題

更新時間：2024年02月05日 08:31:12 作者：辭七七

數(shù)組可以看成是相同類型元素的一個集合,在內(nèi)存中是一段連續(xù)的空間,這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java.SE數(shù)組的一些常見練習(xí)題,文中通過代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

1. 數(shù)組轉(zhuǎn)字符串

數(shù)組轉(zhuǎn)字符串我們需要借助工具類

代碼示例

import java.util.Arrays  //Java中的包 

public class TestDemo {
    public static int[] func() {
        return new int[]{1,2,3,4,5,6};
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] ret = func();

        //這個方法主要將參數(shù)的數(shù)組轉(zhuǎn)化為字符串輸出
       String s = Arrays.toString(ret);
        //Ctrl+鼠標(biāo)點擊，可以跳轉(zhuǎn)到這個方法的原碼
        
        System.out.println(s);
    }
}


//執(zhí)行結(jié)果
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

使用這個方法后續(xù)打印數(shù)組就更方便一些.

Java 中提供了 java.util.Arrays 包，其中包含了一些操作數(shù)組的常用方法。

我們可以在jdk里搜索一下Arrays的用法，如圖所示：

1.1 自己實現(xiàn)一個tostring函數(shù)

定義一個myToString的方法，利用for循環(huán)和if判斷來解決問題

代碼示例：

public class TestDemo {

    public static String myToString(int[] array){
        String ret = "[";
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            ret += array[i];
           if (i != array.length -1){
               ret += ",";
           }
        }
        ret += "]";
        return ret;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        String ret = myToString(array);
        System.out.println(ret);
    }
}

打印結(jié)果：

2. 數(shù)組拷貝

先來看一個簡單的數(shù)組拷貝：

使用for循環(huán)來完成的拷貝

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] copy = new int[array.length];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            copy[i] = array[i];
        }
        System.out.println(Arrays.toString(copy));
    }
}

打印結(jié)果：

以下代碼是不是拷貝

答案：不是

在上述代碼中我們可以通過修改形參的值來改變實參

// array3和array2引用的是同一個數(shù)組
  // 因此array3修改空間中內(nèi)容之后，array2也可以看到修改的結(jié)果
  int[] array2 = {1,2,3,4,5};
  int[] array3 = array2;
  array3[0] = 10;
  System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(array2));

我們可以不用for循環(huán)來拷貝數(shù)組，直接用Arrays中的copyof方法來完成

import java.util.Arrays

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] copy = Arrays.copyOf(array,array.length);
        System.out.println(Arrays.toString(copy));
        
    }
}

//使用Arrays中copyOf方法完成數(shù)組的拷貝：
// copyOf方法在進(jìn)行數(shù)組拷貝時，創(chuàng)建了一個新的數(shù)組
// array和copy引用的不是同一個數(shù)組

數(shù)組的擴容：array.length后 *2 就是擴大兩倍

代碼示例：

import java.util.Arrays

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] copy = Arrays.copyOf(array,array.length*2);
        System.out.println(Arrays.toString(copy));

    }
}

運行結(jié)果：

拷貝某個范圍

代碼示例

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        //取下標(biāo)為1到3的數(shù)字
        int[] copy = Arrays.copyOfRange(array,1,3);
        System.out.println(Arrays.toString(copy));
    }
}

運行結(jié)果：

如果下標(biāo)范圍過大，則能拷貝多少拷貝多少，其余位置用0補全

畫圖對比看一下拷貝和指向的區(qū)別

注意： 數(shù)組當(dāng)中存儲的是基本類型數(shù)據(jù)時，不論怎么拷貝基本都不會出現(xiàn)什么問題，但如果存儲的是引用數(shù)據(jù)類型，拷貝時需要考慮深淺拷貝的問題，關(guān)于深淺拷貝在后續(xù)詳細(xì)給大家介紹。

crtl+鼠標(biāo)左鍵，單擊copyOfRange來查看他的原碼看一下他是怎么運行的

在這里crtl+鼠標(biāo)左鍵，單擊arraycopy，來看一下他是怎么實現(xiàn)的

可以看到他的參數(shù)如下圖所示：

按照以上參數(shù)用自己代碼實現(xiàn)如下：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        int[] copy = new int[array.length];
        System.arraycopy(array,0,copy,0,array.length);
        System.out.println(Arrays.toString(copy));
    }
}

3. 求數(shù)組中元素的平均值

給定一個整型數(shù)組, 求平均值

代碼示例：

public static void main(String[] args) {
   int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
   System.out.println(avg(arr));
}

public static double avg(int[] arr) {
   int sum = 0;
   for (int x : arr) {
     sum += x;
   }
   return (double)sum / (double)arr.length;
   //需要強轉(zhuǎn)成double型
}

  // 執(zhí)行結(jié)果
  3.5

4. 查找數(shù)組中指定元素(順序查找)

給定一個數(shù)組, 再給定一個元素, 找出該元素在數(shù)組中的位置.

代碼示例：

public static void main(String[] args) {
   int[] arr = {1,2,3,10,5,6};
   System.out.println(find(arr, 10));
}
public static int find(int[] arr, int data) {
   for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
     if (arr[i] == data) {
       return i;//找到返回下標(biāo)
     }
   }
   return -1; // 表示沒有找到
}
// 執(zhí)行結(jié)果
3

5. 查找數(shù)組中指定元素（二分查找）

針對有序數(shù)，可以使用更高效的二分查找。

什么叫有序數(shù)組？
有序分為 “升序” 和 “降序”
如 1 2 3 4 ，依次遞增即為升序。
如 4 3 2 1 ，依次遞減即為降序。

如果數(shù)組為無序數(shù)組，可以用 Arrays.sort(array)這個方法對其進(jìn)行排序

代碼所示：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,3,2,6,4,5};
        Arrays.sort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

打印結(jié)果：

以升序數(shù)組為例，二分查找的思路是先取中間位置的元素，然后使用待查找元素與數(shù)組中間元素進(jìn)行比較：

如果相等，即找到了返回該元素在數(shù)組中的下標(biāo)
如果小于，以類似方式到數(shù)組左半側(cè)查找
如果大于，以類似方式到數(shù)組右半側(cè)查找

畫圖理解

當(dāng)我們想找的是4時

代碼示例：

public static void main(String[] args) {
   int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
   System.out.println(binarySearch(arr, 6));
}
public static int binarySearch(int[] arr, int toFind) {
   int left = 0;
   int right = arr.length - 1;
   while (left <= right) {
     int mid = (left + right) / 2;
     if (toFind < arr[mid]) {
       // 去左側(cè)區(qū)間找
       right = mid - 1;
     } else if (toFind > arr[mid]) {
       // 去右側(cè)區(qū)間找
l      eft = mid + 1;
     } else {
       // 相等, 說明找到了
       return mid;
     }
   }
   // 循環(huán)結(jié)束, 說明沒找到
   return -1;
}
// 執(zhí)行結(jié)果
5

可以看到，針對一個長度為 10000 個元素的數(shù)組查找，二分查找只需要循環(huán) 14 次就能完成查找。隨著數(shù)組元素個數(shù)越多，二分的優(yōu)勢就越大。

我們也可以直接調(diào)用Java中的binarySearch方法來直接找下標(biāo)

代碼演示：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,3,2,6,4,5};
        Arrays.sort(array);
        System.out.println(Arrays.binarySearch(array,5));
    }
}

運行結(jié)果：

擴展：Java中的Attays方法

例如：比較兩個數(shù)組兩個對應(yīng)位置數(shù)字的大小是否相等用Arrays.equals()的方法

代碼演示：

 public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1,2,3,4,5};
        int[] array2 = {1,2,3,4,5};
        boolean flg = Arrays.equals(array1,array2);
        System.out.println(flg);
    }

結(jié)果為

填充一個數(shù)組時用Arrays.fill()的方法

代碼演示：

public static void main(String[] args) {
        int[] array3 = new int[10];
        Arrays.fill(array3,-1);
        System.out.println(Arrays.toString(array3));
    }

打印結(jié)果為：

也可選擇填充位置 Arrays.fill(array3,1,4,-1);，把括號里邊改成1~4下標(biāo)的數(shù)字，填充為-1

6. 數(shù)組排序(冒泡排序)

給定一個數(shù)組, 讓數(shù)組升序 (降序) 排序。

假設(shè)排升序：

將數(shù)組中相鄰元素從前往后依次進(jìn)行比較，如果前一個元素比后一個元素大，則交換，一趟下來后最大元素就在數(shù)組的末尾
依次從上述過程執(zhí)行，直到數(shù)組中所有的元素都排列好

我們來看一下4，8，9，3，6的排序圖

代碼示例：

public class TestDemo {
    public static void bubbleSort(int[] array) {
        //i代表的是趟數(shù)?。?
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //j代表每一趟比較的次數(shù)
            boolean flg = false;
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if(array[j] > array[j+1]) {
                    int tmp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = tmp;
                    flg = true;
                }
            }
            if(flg == false) {
                break;//說明有序了?。?！
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {9, 5, 2, 7};
        bubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

//運行結(jié)果
[2, 5, 7, 9]

冒泡排序性能較低。Java 中內(nèi)置了更高效的排序算法

public static void main(String[] args) {
   int[] arr = {9, 5, 2, 7};
   Arrays.sort(array);
   System.out.println(Arrays.toString(array));
}

關(guān)于 Arrays.sort 的具體實現(xiàn)算法, 我們在后面的排序算法課上再詳細(xì)介紹. 到時候我們會介紹很多種常見排序算法.

7. 數(shù)組逆序

給定一個數(shù)組，將里面的元素逆序排列。

思路設(shè)定兩個下標(biāo)，分別指向第一個元素和最后一個元素，交換兩個位置的元素，然后讓前一個下標(biāo)自增，后一個下標(biāo)自減，循環(huán)繼續(xù)即可。

代碼示例：

public static void main(String[] args) {
   int[] arr = {1, 2, 3, 4};
   reverse(arr);
   System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void reverse(int[] arr) {
   int left = 0;
   int right = arr.length - 1;
   while (left < right) {
     int tmp = arr[left];
     arr[left] = arr[right];
     arr[right] = tmp;
     left++;
     right--;
   }
}

運行結(jié)果：

庫里邊沒有方法可以直接數(shù)組逆序

8. 二維數(shù)組

二維數(shù)組本質(zhì)上也就是一維數(shù)組，只不過每個元素又是一個一維數(shù)組。
基本語法

數(shù)據(jù)類型[][] 數(shù)組名稱 = new 數(shù)據(jù)類型 [行數(shù)][列數(shù)] { 初始化數(shù)據(jù) };初始化示例：

int[][] arr = {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};
int[][] arr1 = new int[][]{{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};
int[][] arr2 = new int[2][3]

通過array[行][列]的坐標(biāo)來訪問某一個值

圖解:

代碼示例：

int[][] arr = {
   {1, 2, 3, 4},
   {5, 6, 7, 8},
   {9, 10, 11, 12}
};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
   for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
     System.out.printf("%d\t", arr[i][j]);
   }
   System.out.println("");
}
// 執(zhí)行結(jié)果
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12

二維數(shù)組的用法和一維數(shù)組并沒有明顯差別，因此我們不再贅述。

同理，還存在 “三維數(shù)組”，“四維數(shù)組” 等更復(fù)雜的數(shù)組，只不過出現(xiàn)頻率都很低。

我們?nèi)绻胫苯哟蛴《S數(shù)組要用什么呢？

我們知道一維數(shù)組的打印用Arrays.toString(),但是用它打印二維數(shù)組打印的是數(shù)組的地址

所以我們要用Arrays.deepToString()的方法直接打印二維數(shù)組

代碼演示：

int[][] arr = {
       {1, 2, 3, 4},
       {5, 6, 7, 8},
       {9, 10, 11, 12}
};
  System.out.println(Arrays.deepToString(arr));

在這里插入圖片描述

不規(guī)則的二維數(shù)組代碼演示：

public static void main(String[] args) {
        int[][] array = new int[2][];
        array[0] = new int[]{1,2,3};
        array[1] = new int[]{4,5,6,7,8,9};

        System.out.println(Arrays.deepToString(array));
    }
//運行結(jié)果
[[1, 2, 3], [4, 5, 6, 7, 8, 9]]

可以指定二維數(shù)組的長度，這時可以省略他的列

畫圖解釋：