带你了解Java数据结构和算法之数组
作者:YSOcean
1、Java数组介绍
在Java中,数组是用来存放同一种数据类型的集合,注意只能存放同一种数据类型(Object类型数组除外)。
①、数组的声明
第一种方式:
数据类型 [] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];
这里 [] 可以放在数组名称的前面,也可以放在数组名称的后面,我们推荐放在数组名称的前面,这样看上去 数据类型 [] 表示的很明显是一个数组类型,而放在数组名称后面,则不是那么直观。
第二种方式:
数据类型 [] 数组名称 = {数组元素1,数组元素2,......}
这种方式声明数组的同时直接给定了数组的元素,数组的大小由给定的数组元素个数决定。
//声明数组1,声明一个长度为3,只能存放int类型的数据 int [] myArray = new int[3]; //声明数组2,声明一个数组元素为 1,2,3的int类型数组 int [] myArray2 = {1,2,3};
②、访问数组元素以及给数组元素赋值
数组是存在下标索引的,通过下标可以获取指定位置的元素,数组小标是从0开始的,也就是说下标0对应的就是数组中第1个元素,可以很方便的对数组中的元素进行存取操作。
前面数组的声明第二种方式,我们在声明数组的同时,也进行了初始化赋值。
//声明数组,声明一个长度为3,只能存放int类型的数据 int [] myArray = new int[3]; //给myArray第一个元素赋值1 myArray[0] = 1; //访问myArray的第一个元素 System.out.println(myArray[0]);
上面的myArray 数组,我们只能赋值三个元素,也就是下标从0到2,如果你访问 myArray[3] ,那么会报数组下标越界异常。
③、数组遍历
数组有个 length 属性,是记录数组的长度的,我们可以利用length属性来遍历数组。
//声明数组2,声明一个数组元素为 1,2,3的int类型数组 int [] myArray2 = {1,2,3}; for(int i = 0 ; i < myArray2.length ; i++){ System.out.println(myArray2[i]); }
2、用类封装数组实现数据结构
上一篇博客我们介绍了一个数据结构必须具有以下基本功能:
- ①、如何插入一条新的数据项
- ②、如何寻找某一特定的数据项
- ③、如何删除某一特定的数据项
- ④、如何迭代的访问各个数据项,以便进行显示或其他操作
而我们知道了数组的简单用法,现在用类的思想封装一个数组,实现上面的四个基本功能:
ps:假设操作人是不会添加重复元素的,这里没有考虑重复元素,如果添加重复元素了,后面的查找,删除,修改等操作只会对第一次出现的元素有效。
package com.ys.array; public class MyArray { //定义一个数组 private int [] intArray; //定义数组的实际有效长度 private int elems; //定义数组的最大长度 private int length; //默认构造一个长度为50的数组 public MyArray(){ elems = 0; length = 50; intArray = new int[length]; } //构造函数,初始化一个长度为length 的数组 public MyArray(int length){ elems = 0; this.length = length; intArray = new int[length]; } //获取数组的有效长度 public int getSize(){ return elems; } /** * 遍历显示元素 */ public void display(){ for(int i = 0 ; i < elems ; i++){ System.out.print(intArray[i]+" "); } System.out.println(); } /** * 添加元素 * @param value,假设操作人是不会添加重复元素的,如果有重复元素对于后面的操作都会有影响。 * @return添加成功返回true,添加的元素超过范围了返回false */ public boolean add(int value){ if(elems == length){ return false; }else{ intArray[elems] = value; elems++; } return true; } /** * 根据下标获取元素 * @param i * @return查找下标值在数组下标有效范围内,返回下标所表示的元素 * 查找下标超出数组下标有效值,提示访问下标越界 */ public int get(int i){ if(i<0 || i>elems){ System.out.println("访问下标越界"); } return intArray[i]; } /** * 查找元素 * @param searchValue * @return查找的元素如果存在则返回下标值,如果不存在,返回 -1 */ public int find(int searchValue){ int i ; for(i = 0 ; i < elems ;i++){ if(intArray[i] == searchValue){ break; } } if(i == elems){ return -1; } return i; } /** * 删除元素 * @param value * @return如果要删除的值不存在,直接返回 false;否则返回true,删除成功 */ public boolean delete(int value){ int k = find(value); if(k == -1){ return false; }else{ if(k == elems-1){ elems--; }else{ for(int i = k; i< elems-1 ; i++){ intArray[i] = intArray[i+1]; } elems--; } return true; } } /** * 修改数据 * @param oldValue原值 * @param newValue新值 * @return修改成功返回true,修改失败返回false */ public boolean modify(int oldValue,int newValue){ int i = find(oldValue); if(i == -1){ System.out.println("需要修改的数据不存在"); return false; }else{ intArray[i] = newValue; return true; } } }
测试:
package com.ys.test; import com.ys.array.MyArray; public class MyArrayTest { public static void main(String[] args) { //创建自定义封装数组结构,数组大小为4 MyArray array = new MyArray(4); //添加4个元素分别是1,2,3,4 array.add(1); array.add(2); array.add(3); array.add(4); //显示数组元素 array.display(); //根据下标为0的元素 int i = array.get(0); System.out.println(i); //删除4的元素 array.delete(4); //将元素3修改为33 array.modify(3, 33); array.display(); } }
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3、分析数组的局限性
通过上面的代码,我们发现数组是能完成一个数据结构所有的功能的,而且实现起来也不难,那数据既然能完成所有的工作,我们实际应用中为啥不用它来进行所有的数据存储呢?那肯定是有原因呢。
数组的局限性分析:
- ①、插入快,对于无序数组,上面我们实现的数组就是无序的,即元素没有按照从大到小或者某个特定的顺序排列,只是按照插入的顺序排列。无序数组增加一个元素很简单,只需要在数组末尾添加元素即可,但是有序数组却不一定了,它需要在指定的位置插入。
- ②、查找慢,当然如果根据下标来查找是很快的。但是通常我们都是根据元素值来查找,给定一个元素值,对于无序数组,我们需要从数组第一个元素开始遍历,直到找到那个元素。有序数组通过特定的算法查找的速度会比无需数组快,后面我们会讲各种排序算法。
- ③、删除慢,根据元素值删除,我们要先找到该元素所处的位置,然后将元素后面的值整体向前面移动一个位置。也需要比较多的时间。
- ④、数组一旦创建后,大小就固定了,不能动态扩展数组的元素个数。如果初始化你给一个很大的数组大小,那会白白浪费内存空间,如果给小了,后面数据个数增加了又添加不进去了。
很显然,数组虽然插入快,但是查找和删除都比较慢,而且扩展性差,所以我们一般不会用数组来存储数据,那有没有什么数据结构插入、查找、删除都很快,而且还能动态扩展存储个数大小呢,答案是有的,但是这是建立在很复杂的算法基础上,后面我们也会详细讲解。
4、总结
本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!