【Java编程】编程基础--数组结构1
目录
【创建数组】
语法
基本技巧
举例
【数组元素】
有效的下标
优化
【数组变量赋值】
【复制数组】
1. System.arraycopy()
2. Arrays.copyOf()
3. Arrays.copyOfRange()
4. Object.clone()
5. for循环
6. System.arraycopy()、Arrays.copyOf()、Arrays.copyOfRange()之间的区别
数据可以存放在变量里，每一个变量有一个名字，有一个类型，还有它的生存空间。
如果我们需要保存一些相同类型、相似含义、相同生存空间的数据，我们可以用数组来保存这些数据，而不是用很多个独立的变量。
数组是长度固定的数据结构，用来存放指定的类型的数据。
一个数组里可以有很多个数据，所有的数据的类型都是相同的。
一维数组相当于高中数学中的数列，二维数组中相当于线性代数中的矩阵。
【创建数组】
语法
动态初始化： 数据类型[] 数组名 = new 数组元素类型[数组长度] ;
静态初始化： 数据类型[] 数组名 = { 初值表 };
基本技巧
数组定义、数组元素初始化：在声明一个数组的同时对数组的每个元素进行赋值。
数组遍历、
数组元素输出等。
举例
如何写一个程序计算用户输入的数字的平均数，并输出所有大于平均数的数。
Scanner in = new Scanner(System.in);int num = in.nextInt();int sum = 0;int cnt = 0;int[] numbers = new int[100]; // 1.创建一个数组numbers//计算平均值 （输入-1 结尾）while (num != -1) { numbers[cnt] = num; // 2.给数组赋值sum += num;cnt++;num = in.nextInt();}if (cnt > 0) {System.out.printf("%.2f", (double) sum / cnt);}for (int i = 0; i < cnt; i++) { // 3.遍历数组元素,逐个判断if (numbers[i] > (double) sum / cnt) {System.out.println("\t 大于平均数："+ numbers[i]);}}史博：【Java编程】程序结构--循环1(while...和do...while)0 赞同 · 0 评论文章正在上传…重新上传取消
本题是在史博：【Java编程】程序结构--循环1(while...和do...while)问题4 “算平均数”上的拓展。除了计算平均值
外，还要将读到的满足“大于平均数”条件的 num 打印出来。就要先用数组变量将其记录，共增加三步：
1. 定义数组：创建 一个数组变量（100个int元素大小的数组交给数组变量 numbers；
2. 给数组赋值，将每次输入的数存进去；
3. 遍历数组里面每个元素，if 逐一判断和平均值的大小；
【数组元素】
每个元素都是同一种类型，索引或下表是从 0 开始的。
通过索引访问，索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 数组变量.length-1。即数组的元素个数 -1。
数组变量 myList
有效的下标
编译器不会检查有效下标，但运行的时候出现无效下标，程序就会终止。比如：数组myList一共100个元素，
myList[-1]=10;
myList[101]=10;
就属于无效下标。
优化
上面例子中的代码也存在安全隐患。因为输入的数据可能会超过100个，numbers的空间可能不够。
tips:
1. 数组一旦创建，不能改变大小；
2. 元素个数必须给出；
3. 元素个数可以是变量；
解决方法是将个数设置为变量。先让用户输入有多少个数字要计算。
1. 第1个数字是用户告诉我们他需要输入多少个数，正式序列从第2个起；
2. 超出个数以外的数字将无法被计算在内；（把while循环改成for循环，因为之前不知道要输入多少个数，用-1作为开关。现在用户告诉了多少个数，数组的长度固定了，超出的部分不会进数组计算）；
3. 输入的数字要和总数一致；
4. l=a.length()这种使用方式使得代码具有可扩展性;
Scanner in = new Scanner(System.in); int cnt = in.nextInt(); //第1个数要求用户输入的是总个数int sum = 0;if( cnt > 0 ){int[] numbers = new int[cnt]; // 扩展性，元素个数可以是变量for (int i =0; i (double) sum / cnt) {System.out.println("\t 大于平均数："+ numbers[i]);}}} 用GPT搜索一组代码，用户直接输入数字就可以计算了。不用规定第一个第二个输什么。
Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入一组数，以空格分隔：");String input = scanner.nextLine();String[] numStrs = input.split(" "); // 将字符串中的数字分离出来double sum = 0;for (String numStr : numStrs) { // 将数字字符串转换为double类型并求和sum += Double.parseDouble(numStr);}double average = sum / numStrs.length; // 求平均数System.out.println("平均数为：" + average);System.out.print("大于平均数的数为：");for (String numStr : numStrs) {double num = Double.parseDouble(numStr);if (num > average) {System.out.print(num);【数组变量赋值】
int[] a = new int[10];
a[0] =5;
int[] b= a;
b[0]=16;
System.out.println(a[0]); //161. 数组变量 int[] a 是数组的管理者而非所有者。数组必须创建出来，然后交给数组变量来管理。因此，数组变量里面没有数据，它只是管着放在某个别的地方的数组（普通变量 int a 是数据的所有者，拥有这个数据）；
2. 数组变量之间的赋值是管理权限的赋予。变量共同管理同一个数组；
3. 数组变量之间的比较是判断是否管理同一个数组；
int[] a = {1,2,3,4,5};int[] b = a;System.out.println(a==b); // true int[] a 和 int[] b 管理的是同一个数组，所以结果为true。如果做如下改动，结果为false。
int[] a = {1,2,3,4,5};int[] b = {1,2,3,4,5};System.out.println(a==b); // false 由此可见，int[] b = a 只是管理同一个数组，并无法做到将一个数组里的每个元素拷贝给目标数组。
【复制数组】
数组复制的常用方法有四种：
1. for循环效率最低 ；2. System.arraycopy() 效率最高；3. Arrays.copyOf() ；4. Object.clone()
1. System.arraycopy()
功能
可以将一个数组的全部内容复制到另一个数组中，也可以将部分内容复制到另一个数组中。
语法
System.arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)
/** @param src the source array. // 源数组* @param srcPos starting position in the source array. // 源数组的起始索引* @param dest the destination array. // 目标数组* @param destPos starting position in the destination data. // 目标数组的起始索引 * @param length the number of array elements to be copied. // 复制的元素数量
*/它会将源数组从索引 srcPos 开始的 length 个元素复制到目标数组 dest 的索引 destPos 处。
举例
// 将 src 数组的一部分复制到 dest 数组中
int[] arr0 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int[] arr2 = { 2, 3, 4, 8, 9 };
System.arraycopy(arr, 1, arr2, 0, 3);最后的结果 int[] arr2 ={2,3,4,8,9}，就是：2，3，4（加入的） + 8，9（原来的）。
// 将 src 数组的全部内容复制到 dest 数组中
int[] src = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] dest = new int[5];
System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length);将 src 数组中的元素复制到 dest 数组中，src 和 dest 必须是同类型数组，否则会抛出 ArrayStoreException。
2. Arrays.copyOf()
功能
将一个数组的全部内容复制到一个新数组中。如果需要部分复制得用 Arrays.copyOfRange。
语法
Arrays.copyOf(T[] original, int newLength)T[] original ：源数组；
int newLength：新数组的长度举例
// 将 src 数组的全部内容复制到 dest 数组中int[] src = {1, 2, 3, 4, 5};int[] dest = Arrays.copyOf(src, src.length);3. Arrays.copyOfRange()
功能
主要用于对一个已有的数组进行截取复制，复制出一个左闭右开区间的数组。
语法
public static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to ) * @param original the array from which a range is to be copied //源数组 * @param from the initial index of the range to be copied, inclusive // 截取的起始位置，包含* @param to the final index of the range to be copied, exclusive. // 传入复制的结束位置，不包含一般数组.length-1表示数组的最后末尾，但这里这个方法是不包括第三个参数，并且可以第三个参数可以位于数组之外，使用的时候要注意。
4. Object.clone()
newObject=someObject.clone();
这个语句讲someObject地址复制到一个新的内存地址，之后将新地址的引用赋值给了newObject。
5. for循环
6. System.arraycopy()、Arrays.copyOf()、Arrays.copyOfRange()之间的区别
a. 复制过程不同
System.arraycopy() 方法在底层使用了本地平台的系统调用，它比 Arrays.copyOf() 方法和 Arrays.copyRange() 方法复制数组的速度更快。
Arrays.copyOf() 方法和 Arrays.copyRange() 方法则是使用了 Java 代码实现的复制算法。它们的速度相对较慢，但是由于没有底层的系统调用，它们的可移植性更好。
b. 适用场景不同
System.arraycopy() 方法适用于需要高效复制数组的场景，例如在算法和数据结构中需要处理大量的数组。
Arrays.copyOf() 方法适用于需要复制数组并扩展长度的场景，例如需要创建一个新数组，同时保留原数组的值。
Arrays.copyRange() 方法适用于需要对数组中的每个元素进行增量复制的场景，例如实现矩阵加法、矩阵乘法等运算。
c. 目标数组自动扩容
System.arraycopy() 方法不会自动扩容目标数组，如目标数组长度不够ArrayIndexOutOfBoundsException 异常。Arrays.copyRange() 方法与 System.arraycopy() 方法相同，也不会自动扩容目标数组。
Arrays.copyOf() 方法会自动创建一个新数组，返回长度和参数指定的长度相同，但是如果目标数组长度不够，也会自动扩容并复制数组元素 Array.copy(E[] e,newLength)。
d. 能否复制多维数组
System.arraycopy() 方法可以复制多维数组，但是需要使用嵌套循环来复制每个维度。
Arrays.copyOf() 方法和 Arrays.copyRange() 方法只能复制一维数组。
把二维数组复制到一维数组的例子:
public static void main(String[] args) {// 创建源数组int[][] arrays = new int[3][3];// 遍历二维数组赋初值for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {for (int j = 0; j < arrays[i].length; j++) {// 每个数为1-100的随机数arrays[i][j] = (int) (Math.random() * 100);}}for (int[] arr : arrays) {System.out.println(Arrays.toString(arr));}// 创建目标数组int[] a = new int[arrays.length * arrays[0].length];for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {// 将二维数组的每一行复制到目标数组中System.arraycopy(arrays[i], 0, a, i * arrays[i].length, arrays[i].length);}System.out.println("-------------------------------");System.out.println(Arrays.toString(a));e. 处理目标数组长度不足的方式不同
System.arraycopy()直接将源数组中的值复制到目标数组，如目标长度不够ArrayIndexOutOfBoundsException。
Arrays.copyOf() 方法和 Arrays.copyRange() 方法则会创建一个新的数组，长度与指定的长度相同或更大，并将源数组的值复制到新数组中。如果源数组长度不足，则使用默认值作为补充。int默认0，char默认''(空字符)。
public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[] {1,3,5,7,9};int[] copyArr = new int[9];copyArr = Arrays.copyOf(arr, 9);System.out.println(Arrays.toString(copyArr));输出结果：[1, 3, 5, 7, 9, 0, 0, 0, 0]
public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[] {1,3,5,7,9};int[] copyArr = new int[9];copyArr = Arrays.copyOfRange(arr, 3, 9);System.out.println(Arrays.toString(copyArr));
}输出结果：[7, 9, 0, 0, 0, 0]
f. 其他还有返回值不同、功能参数不同、内部实现方式不同、参数个数不同。菜鸟我还不太理解，就不写了。
另外，System.arraycopy可以实现自己到自己复制：
int[] arr ={0,1,2,3,4,5,6};
System.arraycopy(arr,0,arr,3,3);
从自身从0开始取三个，放到自身下标为3开始的位置放入3个数据。
则结果为：{0,1,2,0,1,2,6};
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