第四天：
教学任务：
完成第四章内容的讲解，共12个slide(84-96)。
目标： 1. 数组的创建和使用
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第四章： Array(84-96)
数组是指一组数据的集合，数组中的每个数据称为元素。在Java中，数组也是Java对象。数组中的元素可以是任意类型(包括基本类型和引
用类),但同一个数组里只能存放类型相同的元素。创建数组大致包括如下步骤：
. 声明一个数组类型的引用变量，简称为数组变量；
. 用new语句构造数组的实例。new语句为数组分配内存，并且为数组中的每个元素赋予默认值；
. 初始化，即为数组的每个元素设置合适的初始值。
第四章主要围绕以下内容展开；
. 数组的创建，包括基本类型数组的创建和类类型数组的创建；
. 访问数组的元素和长度属性；
. 创建一个数组的数组；
一. 数组变量的声明；
声明数组：
1) 一个存放同一类型数据的集合
a. 即可以是基本类型，也可以是对象类型；
b. 数组中的每个数据为元素；
2) 数组是一个对象，成员是数组长度和数组中的元素;
3) 申明了一个数组变量并不是创建了一个对象;
4) 申明数组的方式;
C cx
int[] IArray 或者 int IArray[] 基本数据类型数组，数组中存放的是基本数据类型。
Teacher[] tArray 或者 Teacher tArray[] 类数组，数组中存放的是Teacher类创建的若干个的对象。
注意：1) 声明数组变量的时侯，不能指定数组的长度，以下声明方式是非法的。
int x[1];
int[2] x;
二. 初始化
初始化：自变量创建后首次赋值的过程；
1. 创建数组对象；
数组对象和其他Java对象一样，也用new语句创建；
int[] iArray = new int[2];
new语句执行以下步骤：
a. 在堆区中为数组分配内存空间，以上代码创建了一个包含2个元素的int数组；每个元素都是int类型，占4个字节，因此
整个数组对象在内存中占用8个字节。
b. 为数组中的每个元素赋予其数据类型的默认值。
byte/short/int/long 0
float 0.0f
double 0.0d
String null
char '\u0000'
boolean false
c. 返回数组对象的引用
在用new语句创建数组对象时，需要指定数组长度。数组长度表示数组中包含的元素数目。数组长度可以用具体的数值表示，也可以用
变量表示。如：
int[] x = new int[10];
或
int size=10;
int[] x = new int[size];
数组的长度可以为0，此时数组中一个元素也没有。例如：
int[] x = new int[0];
对于Java类的程序入口方法main(String args[]),如果运行时这个类没有输入参数，那么main()方法的参数args并不是null, 而是一个
长度为0的数组。例如：
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(args.length); //打印0
}
}
数组对象创建后，它的长度是固定的。数组对象的长度是无法改变的，但是数组变量可以改变所引用的数组对象。
int[] x = new int[3];
int[] y = x;
x = new int[4];
2. 初始化数组对象；
数组中的每个元素都有一个索引，或者称为下标。数组中的第一个元素的索引为0，第二个元素的索引为1, 依次类推。
通过索引可以访问数组中的元素或者给数组中元素内容赋值。
1) 声明、创建、初始化分开：
int[] iArray;
iArray = new int[2];
iArray[0] = 0;
iArray[1] = 1;
2) 声明、创建的同时并初始化数组；
int[] iArray = {0, 1};
Student sArray[] = new Student[] { new Student(“George”, “Male”, 20), new Student()};
Student[] stArray = { new Student(), new Student()} ;
注意：a. 非法的数组初始化方式：
int[] x = new int[5]{5,4,3,2,1}; //编译出错，不能在[]中指定数组的长度；
int[] x;
x = {5,4,3,2,1}; //{5,4,3,2,1}必须在声明数组变量的语句中使用，不能单独使用
3. 多维数组；
Java支持多维数组。假定某个宾馆有三层楼，第一层有4个房间，第二层有3个房间，第三层有5个房间。某一天客户人住宿情况如
下图所示:
第三层: | |Tom |Jerry| |Rose|
第二层： |Mary| |Kevin|
第一层： |Mike|Jane|Duke | |
可以用两维数组来存储各个房间的客人信息。
String[][] room = new String[3][];
room[0] = new Stirng[]{"Mike","Jane","Duke",null};
room[1] = new String[]{"Mary",null,"kevin"};
room[2] = new String[]{null,"Tom","Jerry",null,"Rose"}
以上代码等价于：
String[][] room = {{"Mike","Jane","Duke",null},
{"Mary",null,"kevin"},
{null,"Tom","Jerry",null,"Rose"}};
通过以上代码引出两维数组，然后对照书上的讲解。通过画内存分配图进一步阐述。
多维数组本质上是数组的数组，数组的元素内容还是数组；
4. 数组的边界：
1) 一个数组的下标从0开始，数组通过数组的对象引用变量的下标访问数组。
数组中第一个元素的索引为0, 第二元素的索引为1，依次类推。如果一个数组长度是5，要访问最后一个数组元素可以通过
下标4来访问，如果通过下标5访问，超出了数组的边界，在运行时会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException。
2) 通过调用数组的length方法可以获得一个数组的元素个数（数组长度）。
所有Java数组都有一个length属性，表示数组的长度. 该属性只能读取，但是不能修改。
讲解书上的例子。
以下修改数组的length属性，这是非法的。
int[] x = new int[4];
x.length = 10; //编译出错，length属性不能被修改。
注：a. 数组变量必须在引用一个数组对象之后，才能访问其元素。
public class Sample {
private int[] x;
public static void main(String[] args) {
Sample s = new Sample();
System.out.println(s.x); //打印null
System.out.println(s.x[0]); //运行时抛出NullPointerException
System.out.println(s.x.length); //运行时抛出NullPointerException
}
}
b. 当数组的元素为引用类型时，数组中存放的是对象的引用，而不是对象本身；
可画内存图说明。
课堂练习：1) 带着一起练习: 求一组值的平均值：
public class ArrayAvgTest {
public double avg(int[] n) {
double result = 0.0;
for(int i=0;i<n.length;i++) {
result += n[i];
}
result /= n.length;
return result;
}
public static void main(String[] args) {
ArrayAvgTest a = new ArrayAvgTest();
int[] n = {100,60,80,90,75,38};
System.out.println("Avg score: " + a.avg(n));
}
}
2) 自行练习: 求一组值的最大值：
public class ArrayMaxTest {
public int max(int[] n) {
int result = n[0];
for(int i=1;i<n.length;i++) {
if(result<n[i])
result = n[i];
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
ArrayAvgTest a = new ArrayAvgTest();
int[] n = {100,60,80,90,75,38};
System.out.println("Max score: " + a.max(n));
}
}
3) 带着练习：数组内容排序
冒泡排序：值较小的数逐渐向数组的顶部(即朝第一个元素)冒上来，就像水中的气泡上升一样，同时，值较大的数据逐渐
向数组的底部(即朝最后一个元素)沉下去。这种算法用嵌套的循环对整个数组进行数次遍历，每次遍历都要比
较数组中相邻的一对元素，如果这对元素以升序(或者值相等)的顺序排列，那么保持它们的位置不变；如果这
对元素以降序的顺序排列，那么交换它们的值。
数组原内容：100,60,80,90,75,38
第一次循环： 60 80 90 75 38 100
第二次循环： 60 80 75 38 90 100
第三次循环： 60 75 38 80 90 100
第四次循环： 60 38 75 80 90 100
第五次循环： 38 60 75 80 90 100
public class ArraySortTest {
public void sort(int[] n) {
for(int i=0;i<n.length-1;i++) {
for(int j=0;j<n.length-i-1;j++) {
if(n[j]>n[j+1]) {
int temp = n[j];
n[j] = n[j+1];
n[j+1] = temp;
}
}
print(n);
}
}
public void print(int[] n) {
for(int i=0;i<n.length;i++)
System.out.print(n[i] + "\t");
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
ArraySortTest s = new ArraySortTest();
int[] n = {100,60,80,90,75,38};
s.sort(n);
s.print(n);
}
}
4) 在练习三的基础上，引入java.util.Arrays辅助类的介绍。介绍其sort(int[] n)以及binarySearch(int[] n,int key)
方法的使用。
注意：a. 这二个方法均为static方法，可直接通过类名使用；
b. binarySearch方法必须保证数组中的元素已经按照升序排列，这样才能得到正确的结果；
import java.util.Arrays;
public class ArraySortTest2 {
public void print(int[] n) {
for(int i=0;i<n.length;i++)
System.out.print(n[i] + "\t");
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
ArraySortTest2 s = new ArraySortTest2();
int[] n = {100,60,80,90,75,38};
Arrays.sort(n);
System.out.println(Arrays.binarySearch(n, 80));
s.print(n);
System.out.println(Arrays.binarySearch(n, 80));
}
}
5) 带着练习 从众多手机号码中抽取一个获奖手机号码
public class ArrayRandomTest {
public String getTel(String[] n) {
int index = (int)(Math.random()*n.length);
return n[index];
}
public static void main(String[] args) {
ArrayRandomTest a = new ArrayRandomTest();
String[] n = { "1318259016", "13564560540","13858687810","13999999999"};
System.out.println(a.getTel(n));
}
}
6) 自行练习 产生四位长度的验证码, 验证码内容为大小写字母或数字组成；
public class ArrayValidateCodeTest {
private char[] c;
public ArrayValidateCodeTest() {
String s = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
c = s.toCharArray();
}
public String getValidateCode() {
int i1 = (int)(Math.random()*c.length);
int i2 = (int)(Math.random()*c.length);
int i3 = (int)(Math.random()*c.length);
int i4 = (int)(Math.random()*c.length);
return ""+c[i1]+c[i2]+c[i3]+c[i4];
}
public static void main(String[] args) {
ArrayValidateCodeTest a = new ArrayValidateCodeTest();
System.out.println(a.getValidateCode());
}
}
5. 数组的拷贝：
数组的长度一旦确定之后便不能调整，我们可以通过复制数组的内容变通实现改变数组长度。在System类中提供一个辅助的
arraycopy方法提供复制数组内容的功能：
public static void arraycopy(Object src,
int srcPos,
Object dest,
int destPos,
int length)
src - the source array.
srcPos - starting position in the source array.
dest - the destination array.
destPos - starting position in the destination data.
length - the number of array elements to be copied.
讲解ch04.ArrayCopyTest类；
课后练习：1) (Level 1) How to define and initialize an array?
答：
2) (Level 1) How to find out how many element in an array?
答：通过数组的length属性可以获得；
3) (Level 1) What is the first index for array?
答：0
4) (Level 3) What results from the following fragment of code?
1. int x=1;
2. String[] names={“Fred”,”Jim”,”Sheila”};
3. names[--x] +=”.”;
4. for (int i=0; i<names.length;i++){
5. System.out.println(names[i]);
6. }
A. The output includes Fred. With a trailing period.
B. The output includes Jim. With a trailing period.
C. The output includes Sheila. With a trailing period.
D. None of the outputs show a trailing period.
答：A
5. (Level 2) Consider the following line of code:
int[] x=new int[25];
After execution, which statements are true( Choose all that apply)
A. x[24] is 0.
B. x[24] is undefined.
C. x[25 ] is 0.
D. x[0] is null.
E. x.length is 25.
答：A,E
1. (Level 1) Write a class called ArrayMultipy. Use an array
to hold 1 to 10, then multiply the ten numbers and print
out the result.
public class ArrayMultipy {
public int multiply(int n) {
int result = 1;
int[] array = new int[n];
for(int i=0;i<n;i++) {
array[i] = i+1;
}
for(int i=0;i<array.length;i++) {
result*=array[i];
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
ArrayMultipy a = new ArrayMultipy();
int n = 10;
System.out.println(n+"!="+a.multiply(n));
}
}
2. (Level 2 ) Write a class called ArrayCopy. Initially array
A holds 1 to 10 and array B holds 10 to 1. Then copy the
first 5 elements from array A to array B. Finally print out
elements in array B.
public class ArrayCopy {
public static void main(String[] args) {
int n=10;
int[] A = new int[n],B = new int[n];
for(int i=0;i<n;i++) {
A[i] = i+1;
B[i] = 10-i;
}
System.arraycopy(A,0,B,0,5);
for(int i=0;i<B.length;i++) {
System.out.print(B[i]+" ");
}
}
}
