Java零基础入门数组深度探究和练习在上一章中我们学会了如何定义和遍历数组。但在实际开发中对数据的处理远不止“存”和“取”这么简单。如何在一万条成绩中找到最高分如何把杂乱无章的订单金额从小到大排列如何快速在电话簿中找到一个名字本章将带你走进数组的核心操作。我们将手把手实现求最大最小值、三大经典排序算法冒泡、选择、插入、高效的二分查找并解锁Java官方自带的Arrays工具类。掌握它们你的Java逻辑思维将迈上一个全新的台阶1.数组中的最大值最小值我们可以想象一场比武大会当第一位选手上台的时候会作为暂时擂主第二位选手上台的时候就需要和第一位选手进行比赛胜出者作为擂主后面的选手依次上台进行对擂主的挑战直到所有人比完最后的擂主就是胜出者Public class MaxMinDemo{Public static void main(String[] args){Int maxscores[0];int min scores[0];For(int i1;iscores.length;i{If(scores[i]max){Maxscores[i];}If(scores[i]min){Minscores[i];}}System.out.println(本次比武的最高分是 max);System.out.println(本次比武的最低分是 min);}}2.冒泡排序算法Bubble Sort冒泡排序是算法界中的“hello world”,效率虽然不是最高的但它能极好的训练你的循环和逻辑思维能力。简单的来说它就是重复的走访要排序的数列依次比较相邻的两个元素如果顺序错误前面比后面大就交换它们每一轮比较后最大的元素就会像泡泡一样”浮”到数组的末尾。其过程类似于以 {5, 3, 8, 4, 2} 为例第1轮3,5,4,2,[8]​ 8冒到最后第2轮3,4,2,[5, 8]​ 5冒到倒数第二第3轮3,2,[4, 5, 8]第4轮2[3, 4, 5, 8]Public class BubbleSortDemo{Public static void main(String[] args){Int[] arr{5,3,8,4,2};For(int i0;iarr.length;i){For(int j;jarr.length-1-I;j){If(arr[j]arr[j1]){Int temp arr[j];Arr[j]arr[j1];Arr[j1]temp;}}System.out.println(第 (i 1) 轮排序后 java.util.Arrays.toString(arr));}}}记住口诀外层管轮数内层管比较两两相比大就换外层减一内减外。3.选择排序法Selection Sort冒泡排序是“频繁交换”而选择排序更像是“选秀”先在所有的选手中挑出最帅的最小值让他站到第一个位置。然后在剩下的选手中再挑最帅的站到第二个位置。以此类推。public class SelectionSortDemo {public static void main(String[] args) {int[] arr {5, 3, 8, 4, 2};for (int i 0; i arr.length - 1; i) { // 外层循环控制选择的轮数int minIndex i; // 假设当前位置就是最小值的位置for (int j i 1; j arr.length; j) { // 内层循环从 i1 开始寻找真正的最小值的索引if (arr[j] arr[minIndex]) {minIndex j; // 记录更小值的索引}}if (minIndex ! i) { // 如果最小值不在当前位置就交换一次int temp arr[i];arr[i] arr[minIndex];arr[minIndex] temp;} }System.out.println(选择排序结果 java.util.Arrays.toString(arr));} }与冒泡的区别冒泡排序每一轮可能交换很多次而选择排序每一轮只交换一次性能稍好。4.直接插入排序算法Insertion Sort这是最符合人类直觉的排序方法。左手拿着已经排好序的牌初始只有第一张。右手摸到一张新牌从右向左依次比较找到合适的位置插入。public class InsertionSortDemo {public static void main(String[] args) {int[] arr {5, 3, 8, 4, 2};for (int i 1; i arr.length; i) { // 从第二张牌开始摸索引1int current arr[i]; // 右手摸到的当前牌int j i - 1; // 左手已有牌的最后一张while (j 0 arr[j] current) { // 在左手的牌中从右向左扫描如果牌比current大就往后挪一位arr[j 1] arr[j]; // 元素后移j--;}arr[j 1] current;} // 找到位置插入当前牌System.out.println(插入排序结果 java.util.Arrays.toString(arr));} }对于基本有序的数据插入排序的效率非常高。5. 二分查找算法Binary Search数组必须是有序的通常是从小到大。如果数组无序请先使用 Arrays.sort() 排序。让你在 1-100 之间猜一个数字你肯定先猜 50。如果猜大了说明目标在 1-49 之间如果猜小了说明目标在 51-100 之间。每次排除一半的数据这就是二分查找效率极高public class BinarySearchDemo {public static void main(String[] args) {int[] arr {2, 3, 4, 5, 8, 10, 15}; // 必须是有序数组int target 5; // 要找的目标int left 0;int right arr.length - 1;int result -1; // 找不到返回-1while (left right) {int mid (left right) / 2; // 找到中间索引if (arr[mid] target) {result mid; // 找到了break;} else if (arr[mid] target) {right mid - 1; // 目标在左半边缩小右边界} else {left mid 1; // 目标在右半边缩小左边界}}if (result ! -1) {System.out.println(恭喜找到元素 target 索引位置是 result);} else {System.out.println(抱歉数组中不存在元素 target);}}}100个元素顺序查找最多找100次二分查找最多只需要 7次log₂100。6. Arrays 工具类开发必备神器Java 官方提供了一个超级好用的工具类 java.util.Arrays里面封装了现成的方法让我们不用重复造轮子。方法功能说明Arrays.toString(arr)将数组转换成漂亮的字符串方便打印Arrays.sort(arr)对数组进行升序排序底层是优化后的快速排序Arrays.binarySearch(arr, key)对已排序数组进行二分查找返回索引找不到返回负数Arrays.fill(arr, value)用指定值填满整个数组Arrays.copyOf(arr, length)复制数组import java.util.Arrays; // 注意必须导入这个包public class ArraysToolDemo {public static void main(String[] args) {int[] numbers {9, 1, 5, 3, 7};Arrays.sort(numbers); // 1. 排序System.out.println(排序后 Arrays.toString(numbers));int index Arrays.binarySearch(numbers, 5); // 2. 二分查找必须在排序后使用System.out.println(元素5的索引是 index);int[] placeholder new int[3]; // 3. 填充数组Arrays.fill(placeholder, 100);System.out.println(填充后 Arrays.toString(placeholder));int[] newArr Arrays.copyOf(numbers, numbers.length); // 4. 复制数组System.out.println(复制的新数组 Arrays.toString(newArr));}}ArrayIndexOutOfBoundsException数组索引越界数组的索引是从 0 到 length-1。千万不要写 arr[arr.length]这会直接报错二分查找前忘了排序如果数组 {3, 1, 4} 没排序就直接用 binarySearch 找 4结果是不可预知的。排序算法的选择作为初学者理解冒泡、选择、插入的原理是为了锻炼思维。但在实际开发中请直接使用 Arrays.sort()它经过高度优化效率远高于我们手写的简单排序。每日练习定义一个 double 类型的数组 {89.5, 92.0, 76.5, 88.0}计算班级平均分。修改冒泡排序的代码让它变成从大到小排序。创建一个字符串数组 {banana, apple, pear, orange}使用 Arrays.sort() 排序并遍历输出。编写一个方法 public static int search(int[] arr, int target)用顺序查找不用二分实现查找目标元素返回索引。会做的小伙伴也可将答案发在评论区中我们一起探讨