主要是對數組所有的東西進行總結，整理

適合小白~

目錄

1.什么是數組

1.1數組定義

1.2數組創建

1）靜態創建

2）動態創建

?1.3數組遍歷

1）for和while遍歷

2）foreach遍歷

2.數組越界問題及解決

2.1數組越界問題

2.2越界問題解決----數組拷貝擴容

1）防止發生：

2）發生后解決：

3）采用List list = new ArrayList<>();

3.數組算法

3.1插入算法

1）尾插法

2）指定位置插入法

2.刪除

1）刪除第一個符合條件的數據

2）刪除所有符合條件的數據

3）使用快慢指針刪除元素

3.查找算法

1）二分查找法

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1.什么是數組

1.1數組定義

數組是一種用于存儲固定大小的同類型元素的集合，是一種數據結構。

        int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};char[] chars = {'a','b','c','d','e','f','g','h','i','j'};String[] strings = {"hello","world","java","python","c++"};double[] doubles = {1.1,2.2,3.3,4.4,5.5,6.6,7.7,8.8,9.9,10.10};

1.2數組創建

有兩種方式。[兩者相比后者靈活性更高，區別不大，針對需求選擇格式使用]

1）靜態創建

在創建數組時就明確地指定數組中的元素，數組的長度由指定的元素個數決定。

// 基本數據類型數組
int[] staticArray1 = {1, 2, 3, 4, 5};
// 對象數組
String[] staticArray2 = {"apple", "banana", "cherry"};

2）動態創建

在創建數組時只指定數組的長度，而不具體給出數組元素的初始值。后續可以再對數組元素進行賦值操作。

// 基本數據類型數組
int[] dynamicArray1 = new int[5];List<Integer> list = new ArrayList<>();

?1.3數組遍歷

java中數組有兩種常見的遍歷方式

1）for和while遍歷

2）foreach遍歷

這種方式不能修改數組值和單獨訪問下標索引。形式為for( int name?: names)表示對數組names中的每個元素都復制給name然后執行

        int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
//        for遍歷for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}
//        while遍歷int i = 0;while (i< arr.length){System.out.println(arr[i]);}
//        foreach遍歷for (int i : arr) {System.out.println(i);}

2.數組越界問題及解決

2.1數組越界問題

數組越界：訪問的索引值超過了數組的最大長度-1[因為數組下標從0開始]。或者是添加元素超過了數組最大長度-1、刪除數組中沒有的元素

越界異常提示實例如下：

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

提示為：

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 10 out of bounds for length 10
?? ?at com.weimeng.test.array.main(array.java:25)

2.2越界問題解決----數組拷貝擴容

發生越界后有以下解決方法：

1）防止發生：

仔細檢查索引計算：在編寫代碼時，要確保索引的計算不會超出數組的有效范圍。

進行邊界檢查：在訪問數組元素之前，先檢查索引是否在有效范圍內。可以編寫一個if輔助方法來進行邊界檢查，避免越界訪問。

2）發生后解決：

數組擴容：就是創建新數組再拷貝原數組元素，新數組的長度更長。先創建新數組，再將原數組元素復制過來，最后替換引用。如下：

        int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
//        數組擴容
//先創建新數組，再將原數組元素復制過來，最后替換引用int len=arr.length;double factor=1.5;//擴大因子int[] brr=new int[(int) (len*factor)];//新數組for(int i=0;i<len;i++){brr[i]=arr[i];}arr=brr;System.out.println(arr[10]);

3）采用List<Integer> list = new ArrayList<>();

這種方法可以防止添加元素越界，訪問越界和刪除越界可以再結合1）方式。

3.數組算法

3.1插入算法

數組的插入算法是指在數組的特定位置插入一個新元素的操作。由于數組的特性（元素在內存中連續存儲，長度固定），插入元素可能需要移動其他元素來騰出空間。

1）尾插法

尾插法過程：判斷數組滿沒滿，沒滿就直接放入數組最后元素的下一個位置；滿了就進行擴容再插入。整個過程通過size控制，代碼如下：

public class Array1 {int size=0;int len=10;double factor=1.5;//擴大因子int arr[]=new int[len];//        目標：實現尾插法public static void main(String[] args) {Array1 list=new Array1();list.add(1);list.add(2);list.add(3);System.out.println(list.toString());}public void add(int data){if(size==len){len=(int)(len*factor);int[] brr=new int[len];for(int i=0;i<size;i++){brr[i]=arr[i];}arr=brr;}arr[size]=data;size++;}public String toString(){String str="[";for(int i=0;i<size;i++){str+=arr[i];if(i!=size-1){str+=",";}}str+="]";return str;}
}

2）指定位置插入法

算法原理：先判斷插入位置是否合理，保證代碼合法性；再判斷數組是否滿；插入時反向循環，先將size++，然后arr[i]=size[i-1]進行循環，如下圖所示：

//    指定位置插入public void addAtIndex(int index,int data){//保證數組訪問安全if(index<0||index>size){System.out.println("超出范圍");return;}//擴容if(size==len){len=(int)(len*factor);int[] brr=new int[len];for(int i=0;i<size;i++){brr[i]=arr[i];}arr=brr;}size++;for(int i=size;i>index;i--){arr[i]=arr[i-1];}arr[index]=data;}public String toString(){String str="[";for(int i=0;i<size;i++){str+=arr[i];if(i!=size-1){str+=",";}}str+="]";return str;}

2.刪除

1）刪除第一個符合條件的數據

原理：從前向后遍歷，找刪除的數據。找不到直接輸出“不存在該元素”；找到則記錄該位置，通過循環從該位置開始，arr[i]=arr[i+1]覆蓋掉，size--,輸出“刪除完成"

 public void remove(int data) {for (int i = 0; i < size; i++) {if (arr[i] == data) {// 移動元素覆蓋要刪除的元素for (int j = i; j < size - 1; j++) {arr[j] = arr[j + 1];}// 最后一個有效位置置為默認值arr[size - 1] = 0;size--;System.out.println("刪除成功");return;}}System.out.println("不存在該元素");}

2）刪除所有符合條件的數據

即通過循環遍歷元素，遇到arr[i]==data就進行刪除，如下：

    public void delete(int data) {for(int i=0;i<size;i++){if(arr[i]==data){for(int j=i+1;j<size;j++){arr[j-1]=arr[j];}size--;i--;}}}

3）使用快慢指針刪除元素

• 慢指針（slow）：用于記錄刪除特定元素后數組的有效長度，它指向的位置是下一個非data元素應該存放的位置。
• 快指針（fast）：用于遍歷數組中的每一個元素。

具體步驟：

1.初始化兩個指針：slow?和?fast，都指向arr的起始位置（索引為 0）。

2.使用?fast?指針遍歷數組：如果?fast?指針指向的元素不等于data，則將該元素賦值給?slow?指針指向的位置，然后?slow?指針向后移動一位。如果?fast?指針指向的元素等于data，則跳過該元素，slow?指針保持不動。

重復步驟 2，直到?fast?指針遍歷完整個數組。最終?slow?指針的值就是刪除特定元素后數組的新長度。

代碼：

//    使用快慢指針刪除元素public void delete2(int data){int slow=0;int fast=0;while(fast<size){if(arr[fast]!=data){arr[slow]=arr[fast];slow++;}fast++;}size=slow;}

3.查找算法

1）二分查找法

二分查找適合有序數組，它的核心思想是不斷將查找區間縮小一半，以此減少查找范圍，從而快速定位目標元素。

算法內容：

1.先設置左右邊界，左邊界?left?初始化為數組的第一個元素的索引（通常為 0），右邊界?right?初始化為數組最后一個元素的索引（即數組長度減 1）。

2.再計算當前查找區間的中間元素的索引?mid，計算公式為?mid = left + (right - left) / 2。

3.比較中間元素跟目標元素：若中間元素等于目標元素，表明找到了目標元素，返回中間元素的索引。若中間元素大于目標元素，說明目標元素在左半部分區間，更新右邊界?right = mid - 1。若中間元素小于目標元素，說明目標元素在右半部分區間，更新左邊界?left = mid + 1。

4.重復2、3步，持續縮小查找區間，直到左邊界大于右邊界，此時表示目標元素不存在于數組中，返回 -1。

代碼：

public int binarySearch(int target) {int left = 0;int right = arr.length - 1;while (left <= right) {int mid = (right + left) / 2;if (arr[mid] == target) {return mid;} else if (arr[mid] < target) {left = mid + 1;} else {right = mid - 1;}}return-1;}