八、陣列

           1、定義：同一種資料型別的集合，其實質就是一個容器。

           2、好處：自動給陣列的元素從0開始編號，方便操作。

           3、格式1： 元素型別[ ]  陣列名= new 元素型別 [元素的個數或者陣列的長度] ;

                                 eg：int  [ ]  arr= new int[4];  在記憶體中的儲存結構如下：

    注意： int [ ] x代表在棧記憶體中定義陣列型別x；new代表在記憶體中產生一個容器實體，只要new就會產生開闢一個新的空間；int [] x=new int[4]中的”=“代表把堆記憶體的首地址賦值給x或者說是x引用這個陣列的。

  格式2： 元素型別[ ]  陣列名= new 元素型別{元素,元素,.......} ;  

              eg：int arr[]=new int[ ] {3,1,5,7}  ;   int arr[]={3,1,5,7};

4、棧和堆

        棧記憶體：資料使用完畢會自動釋放，棧存放的是區域性變。區域性變數包括定義在方法中的變數，定義在方法中引數上的變數和for迴圈裡的變數。         堆記憶體：new出來的實體或是物件。                            堆記憶體的特點：                     1）、每個實體都有記憶體地址值；                     2）、實體的資料都有預設初始值；                     3)  、垃圾回收機制。        垃圾回收機制GC：C++程式設計師需要手動呼叫功能清除垃圾，而在java中只要實體變成垃圾，虛擬機器便會自動啟動垃圾回收機制，將堆記憶體中不在使用的實體清除掉，而這種清除會不定時間處理。

5、陣列中常遇到的問題

          1）、.陣列下標越界異常：訪問到陣列中不存在的角標，                                                         java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException；           2）、空指標異常：當引用沒有任何指向值時，即陣列值為NULL，該引用還用於操作實體，                                              java.lang.NullPointerException

6、陣列的操作

        1）、獲取陣列中的元素，通常會用到遍歷，用for迴圈遍歷；         2）、陣列長度：陣列名.length；         3）、陣列獲得最大最小值；

7、陣列的排序方法

       1）、選擇排序：                  思想：找最小值或者是最大值的元素放在首位，以此類推。時間複雜度O(n*n),空間複雜度(1)，排序過程如下：                                      核心演算法：

/**
選擇排序
1、選擇排序傳遞的是引用型別的陣列，改變的是堆記憶體，所以是無返回值型別void；
2、引數列表：傳遞要排序的陣列。
*/

  public static void SelectSort(int[] arr){
  
     for(int i=0;i<arr.length-1;i++){
	 
	   for(int j=i+1;j<arr.length;j++){
	   
	     if (arr[i]>arr[j])     // ‘>’代表從小到大排序，‘<’代表從大到小排序
	     {
			 int temp=arr[i];
			 arr[i]=arr[j];
			 arr[j]=temp;
	     }
	   }
	 }
  }

  2）、氣泡排序：             思想：相鄰兩個元素進行比較，如果符合條件換位。時間複雜度O(n*n),空間複雜度(1)，排序過程如下：                         核心演算法：            

 public static void bubbleSort(int[] arr){
  
     for(int i=0;i<arr.length-1;i++){
	 
	    for(int j=0;j<arr.length-i-1;j++){ //-i：讓每一次比較元素減少，-1：避免角標越界
		
		  if (arr[j]>arr[j+1])     // ‘>’代表從小到大排序，‘<’代表從大到小排序
	      {
			 int temp=arr[j];
			 arr[j]=arr[j+1];
			 arr[j+1]=temp;
		  }
	    }
     }
  }

    

8、陣列的查詢

       1）、線性查詢：                  思       想：   從表頭開始，依次將每一個值與目標元素進行比較，找到返回其下標，如果到表尾還是沒有找到返回-1，表示查詢失敗；                  核心演算法程式碼如下：

/**定義一個功能：查詢陣列的值
 1、返回值為：int 找到返回元素元素所在的下標，不存在返回-1
 2、引數列表：傳遞陣列和要查詢的值
*/

 public static int arrCheck(int[] arr ,int key){
  
    for(int i=0;i<arr.length;i++){
	 
	  if(arr[i]==key){
	    return i;    //返回第一次出現key值的位置
	  }
	}
	return -1;
  }

    2）、折半查詢：能提高程式碼的執行效率，但要求程式碼有序。               思        想：首先，將表中間位置記錄的關鍵字與查詢關鍵字比較，如果兩者相等，則查詢成功；否則利用中間位置記錄將表分成前、後兩個子表，如果中間位置                                   記錄的關鍵字大於查詢關鍵字，則進一步查詢前一子表，否則進一步查詢後一子表，重複以上過程，直到找到滿足條件的記錄，使查詢成功，或直到                                   子表不存在為止，此時查詢不成功。               核心程式碼如下：           

/**
 二分查詢：可以提高查詢的效率，但是要求陣列有序
 1、返回值型別：int 找到返回陣列下標，沒找到返回-1；
 2、引數列表：傳遞陣列和要查詢的數值。
*/
public static int halfSearch(int[] arr,int key){

     int min=0,max=arr.length-1,mid;
	 while (min<=max)  // min<=max代表要使最大值和最小值有距離
	 {
	   mid=(min+max)/2;
	   if(arr[mid]<key){     //如果中間值小於要找的值則要修改min下標
	      min=mid+1;
	   }else if(arr[mid]>key){ //如果中間值大於要找的值則要修改max下標
	      max=mid-1;
	   }else{
	      return mid;
	   }
	 }
	  return -1;
}

           

9、進位制之間的轉換

     1）、十進位制轉化成二進位制核心程式碼如下：

/**
十進位制轉化為二進位制
*/
  public static void toBin(int num){
  
    StringBuffer sb= new StringBuffer(); //定義StringBuffer容器來儲存轉換的之後的數
    while(num>0){
	 
	  sb.append(num%2); //把餘數裝到sb的容器中
	  num=num/2;    //做除二運算
	}
	System.out.println(sb.reverse()); //f通過reverse()的方法,逆序輸出
  }

     2）、十進位制轉換成十六進位制：         思想：通過查表法，將所有的元素通過陣列存臨時儲存起來，建立對應關係。每一次&15之後的值作為索引去查建立好的表，就可以找對應的元素，要比-10+‘A’簡單很多。本方法不管是正數還是負數都可以通過此方法操作求取十六進位制。
    核心程式碼的實現過程：

/**
  通過查表法獲得十六進位制
*/

 public static void toHex_2(int num){
   //先建立一個字元陣列把十六進位制的字元儲存起來
   char[] chs={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};
   //建立一個字串陣列
   char[] arr=new char[8];
   //通過指標來控制元素的儲存
   int pos=arr.length;

    while(num!=0){
	  int temp=num&15;
	  arr[--pos] =chs[temp]; //將查詢到的資料存放在陣列當中
	  num=num>>>4;
	}
   for(int i=pos;pos<arr.length;pos++){
   
     System.out.print(arr[pos]);//輸出資料
   }
 }

   3）、通過查表把十進位制轉化成二進位制程式碼核心程式碼如下：

/**
通過查表法轉化成二進位制
*/
 public static void toBin_2(int num){
  
   //定義一個二進位制的表
   char[]chs={'0','1'};
   //定義一個臨時儲存容器
   char[] arr=new char[32];
   //定義指標來存取數組裡的數
   int pos=arr.length;

   while(num!=0){
    int temp=num&1;
	//查表儲存在臨時表裡面
    arr[--pos]=chs[temp];
    //右移一位
	num=num>>>1;
   }
   for(int i=pos;i<arr.length;i++){
    System.out.print(arr[i]);
   }
 }

10、二維陣列：把陣列作為一個元素，存到陣列當中，稱之為二維陣列

 1）、格式1：int[][] arr = new int[2][3];             含義：一維陣列中有2個一維數，每一個一維陣列中有3個元素，一維陣列的名稱分別為arr[0], arr[1], arr[2]。            儲存結構：          2）、格式2：int[][] arr = new int[3][];
                 含義：二維陣列中有3個一維陣列，每個一維陣列都是預設初始化值null，可以對這個三個一維陣列分別進行初始化。
                儲存結構：
     3）、格式3：int[][] arr = {{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};                 含義： 每一個一維陣列中具體元素也都已初始化，第一個一維陣列arr[0] = {3,8,2};，第二個一維陣列arr[1] = {2,7};，第三個一維陣列arr[2] = {9,0,1,6};，第三個                                一維陣列的長度表示方式：arr[2].length                 應用：二維陣列的求和，核心程式碼如下：

public class ArrayRep
{
  public static void main(String[] args){
  
   //用格式三初始化陣列
   int [][] arr={{1,2,3,4},{5,6},{7,8,9,10}};
    int sum=0;
	for(int i=0;i<arr.length;i++){ //行陣列
	 for(int j=0;j<arr[i].length;j++){ //列陣列
	   sum+=arr[i][j]; //求和
	 }
	}
    System.out.println("sum="+sum);
  }
}