数据结构与算法(一)：数组
一、数组的介绍
在Java中，数组是用来存放同一种数据类型的集合，特别要注意的是只能存放同一种数据类型（Object类型除外）。
1. 数组的声明方式
第一种方式：
//[]可以放在数组名称的前面（推荐），也可以放在数组名称的后面数据类型 [] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];第二种方式：
/*第二种方式在声明数组的同时直接给定了数组的元素，数组的大小由数组元素个数决定*/数据类型 [] 数组名称 = {元素1,元素2,元素3,........};2. 访问数组元素以及给数组元素赋值
数组是存在下标索引的，通过下标可以获得指定位置的元素，数组的下标是从0开始，也就是说下标0对应的就是数组的第一个元素。
用例子演示
//1. 声明数组，并且给定长度为4，确定数据类型为intint [] myArray = new int [4];//2. 给myArray数组的第一个元素赋值myArray[0] = 1;//3. 根据下标进行查找元素System.out.println(myArray[0]);对于上面的myArray数组，因为我们约定了数组的长度为4，所以我们只能赋值4个元素，也就是下标从0开始到3，如果超过就会出现下标越界异常错误。
3. 遍历数组
数组有个length属性，是记录数组的长度的，由此可以根据length来对数组进行遍历。
//用第二种声明方式来创建数组，并为数组指定元素int [] myArray2 = {1,2,3};for(int i = 0;i<myArray2.length;i++){System.out.println(myArray2[i]);}二、使用数组对数据进行实际操
在数据结构中，不管是使用数组、队列、栈或二叉树等都必须具有四种基本功能：
- 如何插入一条新的数据项
- 如何查找某一个指定的数据项
- 如何删除某一个指定的数据项
- 如何遍历访问各个数据项，从而便于显示或进行其他操作
下面让我们实际操作一波数组来实现上述四种功能（以下操作并没有考虑重复元素，如果添加了重复元素，则后续的查找、删除、修改等操作只会对第一次出现的元素有效）
public class MyArray { //定义一个数组 private int [] intArray; //定义数组的实际有效长度 private int elems; //定义数组的最大长度 private int length; //默认构建一个长度为50的数组 public MyArray() { elems = 0; length = 50; intArray = new int[length]; } //构造函数，初始化一个长度为length的数组 public MyArray(int length){ elems = 0; this.length = length; intArray = new int[length]; } //获取数组的有效长度 public int getSize(){ return elems; } //遍历显示元素 public void display(){ for (int i = 0; i < elems; i++) { System.out.print(intArray[i]+""); } System.out.println(); } / * 添加元素 * @param value 假设操作人是不会添加重复元素的，如果有重复元素对于后面的操作都会有影响 * @return 添加成功返回true，添加的元素超过范围了返回false */ public boolean add(int value){ if (elems == length){//判断数组是否是满的 System.out.println("数组已满"); return false; }else { intArray[elems] = value;//elems = 0 elems++;//1 2 } return true; } / * 根据下标获取元素 * @param i * @return 查找下标值在数组下标有效范围内，返回下标表示的元素 * 查找下标国储数组下标的有效值，提示访问下标越界 */ public int get(int i){ if (i<0 || i>elems){ System.out.println("访问下标越界"); } return intArray[i]; } / * 查找元素 * @param searchValue * @return 查找的元素如果存在则返回下标值，如果不存在，则返回-1 */ public int find(int searchValue){ int i; for (i = 0; i <elems; i++) { if (intArray[i] == searchValue){ break; } } if (i == elems){ return -1; } return i; } / * 删除元素 * @param value * @return 如果要删除的值不存在，直接返回false，否则返回true，删除成功 */ public boolean delete(int value){ int k = find(value); if (k == -1){//数组中没有该数值 return false; }else { if (k == elems-1){//判断要删除的元素是否是尾元素 elems--; }else {//如果不是尾元素 for (int i = k; i < elems-1; i++) {//从要删除的位置开始，遍历出后面的元素，逐一向前移动一位 intArray[i] = intArray[i+1];//将后面的元素向前移动 } elems--;//长度-1 } return true; } } / * 修改数据 * @param oldValue 原值 * @param newValue 新值 * @return 修改成功返回true，修改失败返回false */ public boolean modify(int oldValue,int newValue){ int i = find(oldValue); if (i == -1){ System.out.println("需要修改的数据不存在"); return false; }else { intArray[i] = newValue; return true; } }}代码虽然实现，但能否经得起测试还另当别论，下面就来测试：
public static void main(String[] args) { //创建自定义封装的数组结构，结构大小为4 MyArray array = new MyArray(4); //添加4个元素分别是1,2,3,4 array.add(1); array.add(2); array.add(3); array.add(4); //显示数组元素 array.display(); //获取指定下标的值 System.out.println("第三个元素是："+array.get(2)); //查找指定元素 System.out.println("元素3的下标是："+array.find(3)); //删除指定的元素 System.out.println(array.delete(3)); }打印结果为：
三、分析数组的局限性
从上述的代码中我们可以发现，对于我们上述列出的数据结构所有的功能，数组也是可以实现的，而且实现起来并不困难，但是为什么在实际应用中却很少使用数组来存储数据呢？下面让我们来分析数组的局限性。
- 插入快 ： 对于无序数，上述我们实现的数组就是无序的，即元素没有按照从大到小或者某种特定的顺序来排序，只要按照插入的顺序排列。无序数组增加一个元素很简单，只需要在数组的尾部添加即可。但是如果是有序数组就不一定了，它是要在指定的位置插入元素。
- 查找慢 ：前提是如果我们是按照下标来查找是很快的，但是通常我们都是根据元素值来查找，给定的一个元素值。对于无序数组，我们需要从数组的第一个开始遍历，直到找到与其匹配的元素。
- 删除慢 ：根据元素值删除，则首先需要知道该元素所处的位置也就是元素的下标，然后将该元素后面的元素整体向前移动一个位置 ，对于电脑来说时间消耗的比较多。
- 长度固定 ：数组一旦被创建，则大小就固定了，不能动态扩展数组的元素个数，如果是初始化给了一个很大的数组大小，那就会白白浪费内存空间，如果空间给小了，则后面数据项多了又添加不进去。
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