java-萬(wàn)軍洲老師-第3章數(shù)組與字符串

第3章數(shù)組與字符串在程序設(shè)計(jì)中，數(shù)組類型是一種表示數(shù)據(jù)集合的常用手段，字符串是一種表示姓名、提示信息等類似數(shù)據(jù)的常見形式。在Java語(yǔ)言中，為數(shù)組類型與字符串都定義了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)類，Arrays是實(shí)現(xiàn)數(shù)組類型的組織與操作的類，String是實(shí)現(xiàn)字符串存儲(chǔ)與操作的類。這樣既體現(xiàn)了Java面向?qū)ο蟮耐暾裕衷鰪?qiáng)了這兩種數(shù)據(jù)的操作能力，為簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)過(guò)程，提高程序的可靠性提供了可能性。

3.1數(shù)組類型根據(jù)數(shù)據(jù)類型的構(gòu)成方式不同，可以將所有的數(shù)據(jù)類型分成兩個(gè)類別：簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型和復(fù)合數(shù)據(jù)類型。所謂簡(jiǎn)單是指用于組織單值數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型；所謂復(fù)合是指組織數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)類型.由惟一確定某個(gè)數(shù)組元素所需要的下標(biāo)個(gè)數(shù)可以將數(shù)組分為一維數(shù)組、二維數(shù)組及多維數(shù)組。

3.1.1一維數(shù)組所謂一維數(shù)組是指每個(gè)元素由一個(gè)下標(biāo)值惟一確定的數(shù)組類型。這是一種使用十分頻繁的數(shù)據(jù)類型，它的特征明顯、操作方便、易于理解，是每個(gè)程序設(shè)計(jì)者在編寫程序的過(guò)程中無(wú)法回避使用的一種數(shù)據(jù)類型。1.一維數(shù)組的定義定義數(shù)組型變量的語(yǔ)法格式為： 數(shù)組元素類型[]數(shù)組型變量名;或者數(shù)組元素類型數(shù)組型變量名[];“數(shù)組元素類型”為組成一維數(shù)組的元素類型，“數(shù)組型變量名”為定義的數(shù)組型變量名稱，它應(yīng)該符合Java語(yǔ)言的標(biāo)識(shí)符命名規(guī)則，建議遵守Java語(yǔ)言的標(biāo)識(shí)符命名規(guī)范。

int[]intArray;或者intintArray[];float[]floatArray;或者floatfloatArray[];String[]stringArray;或者StringstringArray[];建議使用前一種格式風(fēng)格，這種格式風(fēng)格的好處是將數(shù)據(jù)類型集中表示，即前面是數(shù)據(jù)類型，后面是變量名稱，而后面一種格式風(fēng)格的數(shù)據(jù)類型被變量名稱分隔為前后兩個(gè)部分。Java語(yǔ)言保留這種定義格式風(fēng)格完全是為了尊重人們的使用習(xí)慣。2.一維數(shù)組的創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組可以包含多個(gè)元素，所含的元素?cái)?shù)目被稱為數(shù)組的長(zhǎng)度，數(shù)組中也可以沒(méi)有任何元素，此時(shí)稱為空數(shù)組。正因?yàn)槿绱?，在?chuàng)建數(shù)組時(shí)需要給出組成數(shù)組的元素?cái)?shù)目。下面是利用new運(yùn)算符創(chuàng)建數(shù)組的語(yǔ)法格式：new數(shù)組元素類型[數(shù)組元素?cái)?shù)目];“數(shù)組元素類型”為組成數(shù)組的元素類型，“數(shù)組元素?cái)?shù)目”為組成數(shù)組的元素?cái)?shù)目，這個(gè)值要求大于或等于零。

intArray由100個(gè)int類型的元素組成intArray=newint[100];floatArray由50個(gè)float類型的元素組成floatArray=newfloat[50];stringArray由10個(gè)String類型的元素組成stringArray=newString[10];也可以將數(shù)組的定義與創(chuàng)建合并char[]name=newchar[30];doubledoubleData[]=newdouble[10];0123426272829name0123456789doubleData3.一維數(shù)組的初始化在創(chuàng)建數(shù)組的同時(shí)，為數(shù)組元素賦予初始值的過(guò)程被稱為數(shù)組的初始化。int[]intArray={10,20,30,40,50,60,70,80,90,100};操作過(guò)程：首先為intArray數(shù)組分配10個(gè)int型元素所需要占用的存儲(chǔ)空間，然后將初始值10,20,30,40,50,60,70,80,90,100依次賦給intArray[0]~intArray[9]。3.一維數(shù)組的初始化String[]name={"zhang","wang","li","zhao"};由于在Java語(yǔ)言中字符串屬于String類對(duì)象，所以這條語(yǔ)句的操作過(guò)程會(huì)稍復(fù)雜一些。首先，要為4個(gè)String型引用分配存儲(chǔ)空間，然后再根據(jù)4個(gè)初始值為4個(gè)字符串分配存儲(chǔ)空間，最后將初始值"zhang"，"wang"，"li"，"zhao"的引用依次賦給name[0]~name[3]。4.一維數(shù)組元素的訪問(wèn)創(chuàng)建數(shù)組后，就可以通過(guò)引用訪問(wèn)數(shù)組元素以達(dá)到對(duì)數(shù)組操作的目的。Java訪問(wèn)數(shù)組元素的格式為：arrayName[下標(biāo)表達(dá)式]

在運(yùn)行程序時(shí)，Java語(yǔ)言會(huì)嚴(yán)格地檢查每個(gè)“下標(biāo)表達(dá)式”的取值范圍，一旦發(fā)生越界就會(huì)拋出ArrayIndexOutOfBoundsException異常。當(dāng)需要對(duì)數(shù)組中的每個(gè)元素進(jìn)行操作時(shí)，可以利用數(shù)組對(duì)象中封裝的length屬性獲得當(dāng)前數(shù)組中包含的元素?cái)?shù)目。intvalue[]={10,9,40,20,12,8,9};for(inti=0,sum=0;i<value.length;i++){

sum+=value[i];}在for語(yǔ)句中，將循環(huán)上界設(shè)定為value.length的好處是：當(dāng)value數(shù)組的長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)不需要修改程序的其他地方。在JDK5.0版本中增加了一個(gè)專門用于操作數(shù)據(jù)集合的循環(huán)流程控制語(yǔ)句foreach，其功能更加強(qiáng)大、書寫更加簡(jiǎn)潔。這種語(yǔ)句的書寫格式為：for(數(shù)組元素型變量：數(shù)組型變量)語(yǔ)句;“數(shù)組元素型變量”是與數(shù)組元素同類型的變量，“數(shù)組型變量”是一個(gè)表示數(shù)組引用的變量。例如，可以將上述數(shù)組元素累加的程序段改寫成：intsum=0;for(intv:value){ sum+=v;}這條語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程可以描述為：循環(huán)訪問(wèn)value數(shù)組中的每個(gè)元素并將其內(nèi)容累加到變量sum中。5.一維數(shù)組的復(fù)制在Java語(yǔ)言中，數(shù)組型變量可以實(shí)現(xiàn)兩種形式的復(fù)制操作。第一種復(fù)制操作被稱為數(shù)組引用的復(fù)制int[]firstArray={10,20,30,40,50,60};int[]secondArray;secondArray=firstArray;這條賦值語(yǔ)句的執(zhí)行效果是將firstArray的引用信息賦給secondArray，此時(shí)firstArray與secondArray共同引用一個(gè)數(shù)組。arraycopy是System類中的一個(gè)靜態(tài)方法。定義格式為：voidarraycopy(Objectsrc,intsrcPos,Objectdest,intdestPos,intlength)其中，src為被拷貝的原始數(shù)組，srcPos為原始數(shù)組中將要拷貝的數(shù)組元素的起始位置，dest為目標(biāo)數(shù)組，destPos為拷貝到目標(biāo)數(shù)組中后放置數(shù)組元素的起始位置，length為拷貝的數(shù)組元素?cái)?shù)目。int[]arraySrc={5,10,15,20,25,30,35,40,45,50};int[]arrayDest=newint[10];執(zhí)行語(yǔ)句：System.arraycopy(arraySrc,0,arrayDest,0,10);舉例：假設(shè)有n個(gè)候選人參加學(xué)生會(huì)主席的競(jìng)選，最后將根據(jù)學(xué)生的投票情況決定學(xué)生會(huì)主席的獲勝人選。編寫一個(gè)程序，完成選票的統(tǒng)計(jì)工作，并顯示最終的獲勝者。分析：為了利用程序解決這個(gè)問(wèn)題，假設(shè)為每位候選人編號(hào)1...n。如果希望為某位候選人投票時(shí)，只需要從鍵盤上輸入這位候選人的編號(hào)即可。每位候選人所獲的選票的存儲(chǔ)在一個(gè)含有n個(gè)元素的一維數(shù)組中。由于含有n個(gè)元素的一維數(shù)組的下標(biāo)范圍在0...n-1之間，所以，在程序?qū)崿F(xiàn)中，需要將候選人的編號(hào)與數(shù)組元素的下標(biāo)做一個(gè)映射，即1號(hào)候選人在數(shù)組中用下標(biāo)0表示，2號(hào)候選人在數(shù)組中用下標(biāo)1表示，依此類推，n號(hào)候選人在數(shù)組中用下標(biāo)n-1表示。

在Java語(yǔ)言中，一維數(shù)組的元素可以屬于任意類型，包括基本數(shù)據(jù)類型和引用數(shù)據(jù)類型。也就是說(shuō)，一維數(shù)組的元素又可以是一維數(shù)組類型，這就支持了二維數(shù)組，乃至多維數(shù)組的概念。由于可以借助于二維數(shù)組表示具有二維關(guān)系的數(shù)據(jù)，所以它的應(yīng)用十分廣泛。3.1.2二維數(shù)組1.二維數(shù)組的定義與創(chuàng)建Java語(yǔ)言規(guī)定，二維數(shù)組的定義格式為：數(shù)組元素類型[][]數(shù)組型變量名;或者數(shù)組元素類型數(shù)組型變量名[][];或者數(shù)組元素類型[]數(shù)組型變量名[];“數(shù)組元素類型”為二維數(shù)組的元素類型，“數(shù)組型變量名”為二維數(shù)組型變量名稱。int[][]intArray;floatfloatArray[][];double[]doubleArray[];在這3種定義格式中，建議使用第一種格式。第二種格式完全是為了尊重那些習(xí)慣使用C/C++定義格式的人們而保留的，第三種格式清晰度較差，不提倡使用。創(chuàng)建二維數(shù)組的格式為：new數(shù)組元素類型[行數(shù)][列數(shù)];其中，“數(shù)組元素類型”為二維數(shù)組元素的類型,“行數(shù)”與“列數(shù)”表明了陳列在行方向與列方向的元素?cái)?shù)量。例如，intArray=newint[10][5];floatArray=newfloat[3][4];int[][]intArray=newint[10][5];等價(jià)于：intArray=newint[10][];for(inti=0;i<10;i++){intArray[i]=newint[5];}每行元素個(gè)數(shù)不同floatArray=newfloat[5][];for(inti=0;i<5;i++){floatArray[i]=newfloat[i+1];}2.二維數(shù)組的初始化int[][]intArray={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};執(zhí)行效果：首先創(chuàng)建二維數(shù)組，然后，將第1個(gè)括號(hào)中的3個(gè)數(shù)值分別賦給第1行的3個(gè)元素；再將第2個(gè)括號(hào)中的3個(gè)數(shù)值分別賦給第2行的3個(gè)元素；最后將第3個(gè)括號(hào)中的3個(gè)數(shù)值分別賦給第3行的3個(gè)元素。初始化后的數(shù)組元素狀態(tài)為：3.二維數(shù)組元素的訪問(wèn)創(chuàng)建二維數(shù)組之后，可以通過(guò)引用型的二維數(shù)組變量對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行操作了。二維數(shù)組必須用兩個(gè)下標(biāo)惟一地確定元素，第一個(gè)下標(biāo)為行下標(biāo)，第二個(gè)下標(biāo)為列下標(biāo)，下標(biāo)的起始編號(hào)從0開始。intintArray[]=newint[5][4];

舉例：利用二維數(shù)組表示矩陣，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)矩陣相乘的操作。矩陣可以用來(lái)表示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等方面的各種有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在數(shù)學(xué)上,矩陣可以是由方程組的系數(shù)及常數(shù)構(gòu)成的方陣。下面給出一個(gè)方程組與之對(duì)應(yīng)的矩陣表示。在矩陣的運(yùn)算中，要求兩個(gè)相乘的矩陣必須滿足第1個(gè)矩陣的列數(shù)等于第2個(gè)矩陣的行數(shù)。即對(duì)于Am1×n1和Bm2×n2,要求n1=m2，且結(jié)果矩陣C的行列數(shù)為m1×n2，其中的每個(gè)元素內(nèi)容為publicstaticvoidenterMatrix(int[][]m,introw,intcol){//輸入矩陣

for(inti=0;i<row;i++){for(intj=0;j<col;j++){m[i][j]=(int)Math.round(Math.random()*10);}}}publicstaticvoidprintMatrix(int[][]m,introw,intcol){//顯示矩陣

System.out.println();for(inti=0;i<row;i++){for(intj=0;j<col;j++){System.out.printf("%4d",m[i][j]);}System.out.println();}System.out.println();}publicstaticvoidMulMatrix(int[][]a,introw1,intcol1,int[][]b,introw2,intcol2,int[][]c){//兩個(gè)矩陣相乘for(inti=0;i<row1;i++){for(intj=0;j<col2;j++){c[i][j]=0;for(intk=0;k<col1;k++){c[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];}}}}3.2字符串與String類在Java語(yǔ)言中提供了兩種字符串：一類是String標(biāo)準(zhǔn)類實(shí)現(xiàn)的字符串常量；另一類是StringBuffer標(biāo)準(zhǔn)類實(shí)現(xiàn)的可編輯修改的字符串。與C語(yǔ)言一樣，Java語(yǔ)言中的字符串直接量使用雙引號(hào)將字符序列括在其中。"thisisastringliteral!"這樣書寫的直接量將屬于String類。除了直接書寫字符串直接量以外，還可以將某個(gè)字符串存儲(chǔ)在String的類對(duì)象中。由于String類提供了很多對(duì)字符串常量操作的成員方法，所以，這樣做既便于字符串的重復(fù)利用，又可以提高應(yīng)用字符串的控制能力。String類被定義在java.lang包中。使用String類表示字符串需要經(jīng)過(guò)定義、創(chuàng)建、初始化和訪問(wèn)幾個(gè)階段。定義一個(gè)String類對(duì)象的語(yǔ)法格式為：String字符串變量名;其中，String為類名，

“字符串變量名”為對(duì)象名。

需要注意，這里定義的字符串對(duì)象只是一個(gè)引用型變量，需要按照下列格式創(chuàng)建及初始化對(duì)象。字符串變量名=字符串值;或字符串變量名=newString(字符串值);“字符串變量名”為引用型的String類對(duì)象，“字符串值”為字符串直接量或另外一個(gè)引用型的String類對(duì)象。Stringstr1,str2,str3;str1="Thisisastring";str2=newString("Thisisastring");str3=str1;在使用Sting類對(duì)象時(shí)需要注意幾點(diǎn)：在Java語(yǔ)言中，字符串直接量中的每個(gè)字符使用Unicode編碼，占用兩個(gè)字節(jié)。如果定義String類對(duì)象之后，沒(méi)有引用任何一個(gè)字符串，就應(yīng)該賦予null。String類對(duì)象所引用的字符串是常量，不能對(duì)其字符串內(nèi)容進(jìn)行修改。String類提供了很多成員方法，可以通過(guò)這些方法更方便、靈活地使用字符串。

舉例：判斷給定的字符串是否為回文字符串。所謂回文字符串是指將字符串逆置后與原字符串相同。例如，“ABCDCBA”逆置后還是“ABCDCBA”，這是一個(gè)回文字符串；但“Program”逆置后為“margorP”，與原字符串不相同，這不是回文字符串。

publicstaticbooleanisPalindrome(Stringstr){//判斷str是否為回文字符串

intlen=str.length();//返回字符串長(zhǎng)度

for(intindex=0;index<len/2-1;index++){if(str.charAt(index)!=str.charAt(len-index-1)){//對(duì)稱的兩個(gè)字符比較

returnfalse;}}returntrue;}3.3數(shù)組操作與Arrays類應(yīng)用Arrays是Java類庫(kù)提供的一個(gè)位于java.util包中的標(biāo)準(zhǔn)類，其中包含了許多靜態(tài)成員方法，通過(guò)它們可以方便地對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序、比較與填充等一系列操作，由于這些成員方法都是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)格檢測(cè)，所以，這樣不但可以大大地減輕程序設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，還可以提高程序的質(zhì)量、增加程序的清晰度與優(yōu)化程序的執(zhí)行效率。3.4綜合應(yīng)用舉例舉例：隨機(jī)產(chǎn)生若干個(gè)整數(shù)，并采用選擇排序的算法，按照從大到小重新進(jìn)行排列。問(wèn)題分析：這是一的典型的一維數(shù)組問(wèn)題。為了展示一維數(shù)組的操作方式，在這個(gè)實(shí)例中，自定義選擇排序的成員方法。設(shè)計(jì)說(shuō)明：設(shè)計(jì)三個(gè)成員方法，一個(gè)用于生成一維數(shù)組的內(nèi)容；一個(gè)用于顯示一維數(shù)組的內(nèi)容；另一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)選擇排序算法。由于在排序過(guò)程中，隨時(shí)需要查看或操作每個(gè)整數(shù)，所以，利用一維數(shù)組將參加排序的所有整數(shù)保存起來(lái)是一種最直接且簡(jiǎn)易的方法。

publicstaticvoidsort(int[]data){//選擇排序

intindex;for(inti=0;i<data.length-1;i++){//執(zhí)行n-1趟選擇操作

index=i;for(intj=i+1;j<data.length;