Двумерный массив string java. Изучаем Java
Массив - это конечная последовательность упорядоченных элементов одного типа, доступ к каждому элементу в которой осуществляется по его индексу.
Размер или длина массива - это общее количество элементов в массиве. Размер массива задаётся при создании массива и не может быть изменён в дальнейшем, т. е. нельзя убрать элементы из массива или добавить их туда, но можно в существующие элементы присвоить новые значения.
Индекс начального элемента - 0, следующего за ним - 1 и т. д. Индекс последнего элемента в массиве - на единицу меньше, чем размер массива.
В Java массивы являются объектами. Это значит, что имя, которое даётся каждому массиву, лишь указывает на адрес какого-то фрагмента данных в памяти. Кроме адреса в этой переменной ничего не хранится. Индекс массива, фактически, указывает на то, насколько надо отступить от начального элемента массива в памяти, чтоб добраться до нужного элемента.
Чтобы создать массив надо объявить для него подходящее имя, а затем с этим именем связать нужный фрагмент памяти, где и будут друг за другом храниться значения элементов массива.Возможные следующие варианты объявления массива: тип имя; тип имя;
Где тип - это тип элементов массива, а имя - уникальный (незанятый другими переменными или объектами в этой части программы) идентификатор, начинающийся с буквы.
Примеры: int a; double ar1; double ar2;
В примере мы объявили имена для трёх массивов. С первом именем a сможет быть далее связан массив из элементов типа int, а с именами ar1 и ar2 далее смогут быть связаны массивы из вещественных чисел (типа double). Пока мы не создали массивы, а только подготовили имена для них.
Теперь создать (или как ещё говорят инициализировать) массивы можно следующим образом: a = new int; // массив из 10 элементов типа int int n = 5; ar1 = new double[n]; // Массив из 5 элементов double ar2 = {3.14, 2.71, 0, -2.5, 99.123}; // Массив из 6 элементов типа double То есть при создании массива мы можем указать его размер, либо сразу перечислить через запятую все желаемые элементы в фигурных скобках (при этом размер будет вычислен автоматически на основе той последовательности элементов, которая будет указана). Обратите внимание, что в данном случае после закрывающей фигурной скобки ставится точка с запятой, чего не бывает когда это скобка закрывает какой-то блок.
Если массив был создан с помощью оператора new , то каждый его элемент получает значение по умолчанию. Каким оно будет определяется на основании типа данных (0 для int, 0.0 для double и т. д.).
Объявить имя для массива и создать сам массив можно было на одной строке по следующей схеме: тип имя = new тип[размер]; тип имя = {эл0, эл1, …, элN}; Примеры: int mas1 = {10,20,30}; int mas2 = new int;
Чтобы обратиться к какому-то из элементов массива для того, чтобы прочитать или изменить его значение, нужно указать имя массива и за ним индекс элемента в квадратных скобках. Элемент массива с конкретным индексом ведёт себя также, как переменная. Например, чтобы вывести последний элемент массива mas1 мы должны написать в программе:
System.out.println("Последний элемент массива " + mas1);
А вот так мы можем положить в массив mas2 тот же набор значений, что хранится в mas1:
Mas2 = 10; mas2 = 20; mas2 = 30;Уже из этого примера видно, что для того, чтоб обратиться ко всем элементам массива, нам приходится повторять однотипные действия. Как вы помните для многократного повторения операций используются циклы. Соответственно, мы могли бы заполнить массив нужными элементами с помощью цикла: for(int i=0; iПонятно, что если бы массив у нас был не из 3, а из 100 элементов, до без цикла мы бы просто не справились.
Длину любого созданного массива не обязательно запоминать, потому что имеется свойство, которое его хранит. Обратиться к этому свойству можно дописав.length к имени массива. Например:
Int razmer = mas1.length; Это свойство нельзя изменять (т. е. ему нельзя ничего присваивать), можно только читать. Используя это свойство можно писать программный код для обработки массива даже не зная его конкретного размера.
Например, так можно вывести на экран элементы любого массива с именем ar2:
For(int i = 0; i <= ar2.length - 1; i++) { System.out.print(ar2[i] + " "); } Для краткости удобнее менять нестрогое неравенство на строгое, тогда не нужно будет вычитать единицу из размера массива. Давайте заполним массив целыми числами от 0 до 9 и выведем его на экран: for(int i = 0; i < ar1.length; i++) {ar1[i] = Math.floor(Math.random() * 10); System.out.print(ar1[i] + " "); }
Обратите внимание, на каждом шаге цикла мы сначала отправляли случайное значение в элемент массива с i-ым индексом, а потом этот же элемент выводили на экран. Но два процесса (наполнения и вывода) можно было проделать и в разных циклах. Например:
For(int i = 0; i < ar1.length; i++) { ar1[i] = Math.floor(Math.random() * 9); } for(int i = 0; i < ar1.length; i++) { System.out.print(ar1[i] + " "); } В данном случае более рационален первый способ (один проход по массиву вместо двух), но не всегда возможно выполнить требуемые действия в одном цикле.
Для обработки массивов всегда используются циклы типа «n раз» (for) потому, что нам заранее известно сколько раз должен повториться цикл (столько же раз, сколько элементов в массиве).
Задачи
Создайте массив из всех чётных чисел от 2 до 20 и выведите элементы массива на экран сначала в строку, отделяя один элемент от другого пробелом, а затем в столбик (отделяя один элемент от другого началом новой строки). Перед созданием массива подумайте, какого он будет размера.
2 4 6 … 18 20
2
4
6
…
20
Создайте массив из всех нечётных чисел от 1 до 99, выведите его на экран в строку, а затем этот же массив выведите на экран тоже в строку, но в обратном порядке (99 97 95 93 … 7 5 3 1).
Создайте массив из 15 случайных целых чисел из отрезка . Выведите массив на экран. Подсчитайте сколько в массиве чётных элементов и выведете это количество на экран на отдельной строке.
Создайте массив из 8 случайных целых чисел из отрезка . Выведите массив на экран в строку. Замените каждый элемент с нечётным индексом на ноль. Снова выведете массив на экран на отдельной строке.
Создайте 2 массива из 5 случайных целых чисел из отрезка каждый, выведите массивы на экран в двух отдельных строках. Посчитайте среднее арифметическое элементов каждого массива и сообщите, для какого из массивов это значение оказалось больше (либо сообщите, что их средние арифметические равны).
Создайте массив из 4 случайных целых чисел из отрезка , выведите его на экран в строку. Определить и вывести на экран сообщение о том, является ли массив строго возрастающей последовательностью.
Создайте массив из 20-ти первых чисел Фибоначчи и выведите его на экран. Напоминаем, что первый и второй члены последовательности равны единицам, а каждый следующий - сумме двух предыдущих.
Создайте массив из 12 случайных целых чисел из отрезка [-15;15]. Определите какой элемент является в этом массиве максимальным и сообщите индекс его последнего вхождения в массив.
Создайте два массива из 10 целых случайных чисел из отрезка и третий массив из 10 действительных чисел. Каждый элемент с i-ым индексом третьего массива должен равняться отношению элемента из первого массива с i-ым индексом к элементу из второго массива с i-ым индексом. Вывести все три массива на экран (каждый на отдельной строке), затем вывести количество целых элементов в третьем массиве.
Создайте массив из 11 случайных целых чисел из отрезка [-1;1], выведите массив на экран в строку. Определите какой элемент встречается в массиве чаще всего и выведите об этом сообщение на экран. Если два каких-то элемента встречаются одинаковое количество раз, то не выводите ничего.
Пользователь должен указать с клавиатуры чётное положительное число, а программа должна создать массив указанного размера из случайных целых чисел из [-5;5] и вывести его на экран в строку. После этого программа должна определить и сообщить пользователю о том, сумма модулей какой половины массива больше: левой или правой, либо сообщить, что эти суммы модулей равны. Если пользователь введёт неподходящее число, то программа должна требовать повторного ввода до тех пор, пока не будет указано корректное значение.
Программа должна создать массив из 12 случайных целых чисел из отрезка [-10;10] таким образом, чтобы отрицательных и положительных элементов там было поровну и не было нулей. При этом порядок следования элементов должен быть случаен (т. е. не подходит вариант, когда в массиве постоянно выпадает сначала 6 положительных, а потом 6 отрицательных чисел или же когда элементы постоянно чередуются через один и пр.). Вывести полученный массив на экран.
Пользователь вводит с клавиатуры натуральное число большее 3, которое сохраняется в переменную n. Если пользователь ввёл не подходящее число, то программа должна просить пользователя повторить ввод. Создать массив из n случайных целых чисел из отрезка и вывести его на экран. Создать второй массив только из чётных элементов первого массива, если они там есть, и вывести его на экран.
Сортировка массива
Сортировкой называется такой процесс перестановки элементов массива, когда все его элементы выстраиваются по возрастанию или по убыванию.Сортировать можно не только числовые массивы, но и, например, массивы строк (по тому же принципу, как расставляют книги на библиотечных полках). Вообще сортировать можно элементы любого множества, где задано отношение порядка.Существуют универсальные алгоритмы, которые выполняют сортировку вне зависимости от того, каким было исходное состояние массива. Но кроме них существуют специальные алгоритмы, которые, например, очень быстро могут отсортировать почти упорядоченный массив, но плохо справляются с сильно перемешанным массивом (или вообще не справляются). Специальные алгоритмы нужны там, где важна скорость и решается конкретная задача, их подробное изучение выходит за рамки нашего курса.Сортировка выбором
Рассмотрим пример сортировки по возрастанию. То есть на начальной позиции в массиве должен стоять минимальный элемент, на следующей - больший или равный и т. д., на последнем месте должен стоять наибольший элемент.Суть алгоритма такова. Во всём отыскиваем минимальный элемент, меняем его местами с начальным. Затем в оставшейся части массива (т. е. среди всех элементов кроме начального) снова отыскиваем минимальный элемент, меняем его местами уже со вторым элементом в массиве. И так далее.Иллюстрация:
For (int i = 0; i
Сортировка методом пузырька
Суть алгоритма такова. Если пройдёмся по любому массиву установив правильный порядок в каждой паре соседних элементов, то после того прохода на последнем месте массива гарантированно будет стоять нужный элемент (самый большой для сортировки по возрастанию или самый маленький для сортировки по убыванию). Если ещё раз пройтись по массиву с такими же преобразованиями, то и на предпоследнем месте гарантированно окажется нужный элемент. И так далее.Пример:2 9 1 4 3 5 2 → порядок правильный, не будет перестановки
2 9 1 4 3 5 2 → 2 1 9 4 3 5 2
2 1 9 4 3 5 2 → 2 1 4 9 3 5 2
2 1 4 9 3 5 2 → 2 1 4 3 9 5 2
2 1 4 3 9 5 2 → 2 1 4 3 5 9 2
2 1 4 3 5 9 2 → 2 1 4 3 5 2 9
Код: /* Внешний цикл постоянно сужает фрагмент массива, * который будет рассматриваться, ведь после каждого прохода * внутреннего цикла на последнем месте фрагмента будет * оказываться нужный элемент (его не надо рассматривать снова). */ for (int i = a.length - 1; i >= 2; i--) { /* В переменной sorted мы будем хранить признак того, * отсортирован ли массив. Перед каждым проходом внутреннего * цкла будем предполагать, что отсортирован, но если совершим * хоть одну перестановку, то значит ещё не конца отсортирован. * Этот приём, упрощающий сортировку, называется критерием Айверсона. */ boolean sorted = true; /* Во внутреннем цикле мы проходимся по фрагменту массива, который * определяется внешним циклом. В этом фрагменте мы устанавливаем * правильный порядок между соседними элементами, так попарно * обрабатывая весь фрагмент. */ for (int j = 0; j a) { int temp = a[j]; a[j] = a; a = temp; sorted = false; } } /* Если массив отсортирован (т.е. не было ни одной перестановки * во внутреннем цикле, значит можно прекращать работу внешнего * цикла. */ if(sorted) { break; } }
Многомерные массивы
Массив может состоять не только из элементов какого-то встроенного типа (int, double и пр.), но и, в том числе, из объектов какого-то существующего класса и даже из других массивов.
Массив который в качестве своих элементов содержит другие массивы называется многомерным массивом.Чаще всего используются двумерные массивы. Такие массивы можно легко представить в виде матрицы. Каждая строка которой является обычным одномерным массивом, а объединение всех строк - двумерным массивом в каждом элементе которого хранится ссылка на какую-то строку матрицы.Трёхмерный массив можно представить себе как набор матриц, каждую из которых мы записали на библиотечной карточке. Тогда чтобы добраться до конкретного числа сначала нужно указать номер карточки (первый индекс трёхмерного массива), потому указать номер строки (второй индекс массива) и только затем номер элемент в строке (третий индекс).
Соответственно, для того, чтобы обратиться к элементу n-мерного массива нужно указать n индексов.
Объявляются массивы так: int d1; //Обычный, одномерный int d2; //Двумерный double d3; //Трёхмерный int d5; //Пятимерный При создании массива можно указать явно размер каждого его уровня: d2 = int; // Матрица из 3 строк и 4 столбцов Но можно указать только размер первого уровня: int dd2 = int; /* Матрица из 5 строк. Сколько элементов будет в каждой строке пока не известно. */ В последнем случае, можно создать двумерный массив, который не будет являться матрицей из-за того, что в каждой его строке будет разное количество элементов. Например: for(int i=0; i<5; i++) { dd2[i] = new int; } В результате получим такой вот массив: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Мы могли создать массив явно указав его элементы. Например так: int ddd2 = {{1,2}, {1,2,3,4,5}, {1,2,3}};
При этом можно обратиться к элементу с индексом 4 во второй строке ddd2 , но если мы обратимся к элементу ddd2 или ddd2 - произойдёт ошибка, поскольку таких элементов просто нет. Притом ошибка это будет происходить уже во время исполнения программы (т. е. компилятор её не увидит).
Обычно всё же используются двумерные массивы с равным количеством элементов в каждой строке.Для обработки двумерных массивов используются два вложенных друг в друга цикла с разными счётчиками.Пример (заполняем двумерный массив случайными числами от 0 до 9 и выводим его на жкран в виде матрицы):
int da = new int;
for(int i=0; i Создать двумерный массив из 8 строк по 5 столбцов в каждой из случайных целых чисел из отрезка . Вывести массив на экран. Создать двумерный массив из 5 строк по 8 столбцов в каждой из случайных целых чисел из отрезка [-99;99]. Вывести массив на экран.
После на отдельной строке вывести на экран значение максимального элемента этого массива (его индекс не имеет значения). Cоздать двумерный массив из 7 строк по 4 столбца в каждой из случайных целых чисел из отрезка [-5;5].
Вывести массив на экран. Определить и вывести на экран индекс строки с наибольшим по модулю произведением элементов.
Если таких строк несколько, то вывести индекс первой встретившейся из них. Создать двумерный массив из 6 строк по 7 столбцов в каждой из случайных целых чисел из отрезка . Вывести массив на экран.
Преобразовать массив таким образом, чтобы на первом месте в каждой строке стоял её наибольший элемент.
При этом изменять состав массива нельзя, а можно только переставлять элементы в рамках одной строки.
Порядок остальных элементов строки не важен (т.е. можно соврешить только одну перестановку, а можно отсортировать по убыванию каждую строку).
Вывести преобразованный массив на экран. Для проверки остаточных знаний учеников после летних каникул, учитель младших классов решил начинать каждый урок с того,
чтобы задавать каждому ученику пример из таблицы умножения, но в классе 15 человек,
а примеры среди них не должны повторяться. В помощь учителю напишите программу,
которая будет выводить на экран 15 случайных примеров из таблицы умножения (от 2*2 до 9*9, потому что задания по умножению
на 1 и на 10 - слишком просты). При этом среди 15 примеров не должно быть повторяющихся (примеры 2*3 и 3*2 и им
подобные пары считать повторяющимися). 2010, Алексей Николаевич Костин. Кафедра ТИДМ математического факультета МПГУ. Массив
(англ. Array)
это объект, хранящий в себе фиксированное количество значений одного типа. Другими словами, массив — это нумерованный набор переменных. Переменная в массиве называется элементом массива
, а ее позиция в массиве задается индексом
. Например, нам нужно хранить 50 различных имен, согласитесь, неудобно для каждого имени создавать отдельную переменную, поэтому мы будем использовать массив. Нумерация элементов массива начинается с 0, а длинна массива устанавливается в момент его создания и фиксируется. Для наглядности картинка, взятая мною с The Java Tutorial
. Для того чтобы создать массив нужно его объявить, зарезервировать для него память и инициализировать. При создании массива в Java первым делом его нужно объявить. Это можно сделать следующим образом: Int myFirstArray; Можно также объявить массив так: Int mySecondArray; Однако, это не приветствуется соглашением по оформлению кода в Java, поскольку скобки обозначают то, что мы имеем дело с массивом и логичнее, когда они находятся рядом с обозначением типа. Исходя из данного примера, мы объявили 2 массива с именами myFirstArray
и mySecondArray
. Оба массива будут содержать элементы типа int
. Подобным образом можно объявить массив любого типа: Byte anArrayOfBytes;
short anArrayOfShorts;
long anArrayOfLongs;
float anArrayOfFloats;
double anArrayOfDoubles;
boolean anArrayOfBooleans;
char anArrayOfChars;
String anArrayOfStrings;
... Тип массива задается следующим образом type, где type это тип данных содержащихся в нем элементов. Скобки являются специальным обозначением того, что переменные содержатся в массиве. Имя массива может быль любым, однако, оно должно соответствовать . Массивы можно создавать не только из переменных базовых типов, но и из произвольных объектов. При объявлении массива в языке Java не указывается его размер и не резервируется память для него. Происходит лишь создание ссылки на массив. Int myFirstArray;
myFirstArray = new int; В нашем примере мы создали массив из 15 элементов типа int
и присвоили его ранее объявленной переменной myFirstArray
. Объявлять имя массива и резервировать для него память также можно на одной строке. Int myArray = new int; При создании массива с помощью ключевого слова new
, все элементы массива автоматически инициализированы нулевыми значениями. Для того, чтобы присвоить элементам массива свои начальные значения, необходимо провести его инициализацию
. Инициализацию можно проводить как поэлементно MyFirstArray = 10; // инициализация первого элемента
myFirstArray = 20; // инициализация второго элемента
myFirstArray = 30; // и т.д. так и в цикле, с помощью индекса проходя все элементы массива и присваивая им значения. For(int i = 0; i < 15; i++){
myFirstArray[i] = 10;
} Как видно из предыдущих примеров, для того, чтобы обратиться к элементу массива, нужно указать его имя и, затем, в квадратных скобках — индекс элемента. Элемент массива с конкретным индексом ведёт себя также, как и переменная. Рассмотрим создание и инициализацию массива на следующем примере. В нем мы создаем массив, содержащий цифры 0-9 и выводим значения на консоль. //создание и инициализация массива
int numberArray = new int;
for(int i = 0; i < 10; i++){
numberArray[i] = i;
}
//вывод значений на консоль
for(int i = 0; i < 10; i++){
System.out.println((i+1) + "-й элемент массива = " + numberArray[i]);
} Для создания и инициализации массива можно также использовать упрощенную запись. Она не содержит слово new
, а в скобках перечисляются начальные значения массива. Int myColor = {255, 255, 0}; Здесь длина массива определяется числом значений, расположенных между скобками и разделенных запятыми. Такая запись больше подходит для создания небольших массивов Размер массива не всегда очевиден, поэтому для того, чтобы его узнать следует использовать свойство length, которое возвращает длину массива. MyColor.length; Данный код поможет нам узнать, что длина массива myColor равна 3. Пример: Задано 4 числа, необходимо найти минимальное Int numbers = {-9, 6, 0, -59};
int min = numbers;
for(int i = 0; i < numbers.length; i++){
if(min>numbers[i])
min = numbers[i];
}
System.out.println(min); Думаю, мало кто из готовящихся к своему первому интервью, при приеме на первую работу в должности (pre)junior программиста, ответит на этот вопрос отрицательно. Или хотя бы усомнится в положительном ответе. Конечно, такая простая структура данных с прямым доступом по индексу - никаких подвохов! Нет, в некоторых языках типа JavaScript или PHP массивы, конечно, реализованы очень интересно и по сути являются много большим чем просто массив. Но речь не об этом, а о «традиционной» реализации массивов в виде «сплошного участка памяти». В этом случае на основании индексов и размера одного элемента просто вычисляется адрес и осуществляется доступ к соответствующему значению. Что тут сложного? Код с контролем времени
class A {
public static void main(String args) {
int n = 8000;
int g = new int[n][n];
long st, en;
// one
st = System.nanoTime();
for(int i = 0; i < n; i++) {
for(int j = 0; j < n; j++) {
g[i][j] = i + j;
}
}
en = System.nanoTime();
System.out.println("\nOne time " + (en - st)/1000000.d + " msc");
// two
st = System.nanoTime();
for(int i = 0; i < n; i++) {
g[i][i] = i + i;
for(int j = 0; j < i; j++) {
g[j][i] = g[i][j] = i + j;
}
}
en = System.nanoTime();
System.out.println("\nTwo time " + (en - st)/1000000.d + " msc");
}
}
под спойлер
program Time;
uses
Windows;
var
start, finish, res: int64;
n, i, j: Integer;
g: Array of Array of Integer;
begin
n:= 10000;
SetLength(g, n, n);
QueryPerformanceFrequency(res);
QueryPerformanceCounter(start);
for i:=1 to n-1 do
for j:=1 to n-1 do
g := i + j;
QueryPerformanceCounter(finish);
writeln("Time by rows:", (finish - start) / res, " sec");
QueryPerformanceCounter(start);
for i:=1 to n-1 do
for j:=1 to n-1 do
g := i + j;
QueryPerformanceCounter(finish);
writeln("Time by cols:", (finish - start) / res, " sec");
end.
Если есть необходимость копнуть глубже именно в реализацию Java, то просим соискателя понаблюдать за временем выполнения для небольших значений n
. Например, на ideone.com для n=117 «оптимизированный» вариант работает вдвое медленнее. Но для следующего значения n=118 он оказывается уже в 100 (сто) раз быстрее не оптимизированного! Предложите поэкспериментировать на локальной машине. Пусть поиграет с настройками. Несколько слов в оправдание
Хочу сказать несколько слов в оправдание такого способа собеседования при найме. Да, я не проверяю знание синтаксиса языка и владение структурами данных. Возможно, при цивилизованном рынке труда это все работает. Но в наших условиях тотальной нехватки квалифицированных кадров, приходится оценивать скорее перспективную адекватность претендента той работе с которой он столкнется. Т.е. способность научиться, прорваться, разобраться, сделать. Пока лидирует версия, что «виноват» кэш процессора. Т.е. последовательный доступ в первом варианте работает в пределах хэша, который обновляется при переходе за определенную границу. При доступе по столбцам хэш вынужден постоянно обновляться и это занимает много времени. Давайте проверим эту версию в самом чистом виде. Заведем массив и сравним, что быстрее - обработать все элементы подряд или столько же раз обработать элементы массива со случайным номером? Вот эта программа - ideone.com/tMaR2S . Для 100000 элементов массива случайный доступ обычно оказывается заметно быстрее. Что же это означает? Постепенно в лидеры выходит версия про дополнительные действия при переходе от одной строки массива к другой. И это правильно. Осталось разобраться, что же именно там происходит. Теги:
Мы научились создавать одномерные массивы. Подобным образом в Java можно создать двумерный, трехмерный, четырехмерный… иначе говоря, многомерные массивы.
Многомерный массив в Java по сути является массивом из массивов. Популярным примером использования такого рода массивов, являются матрицы, для представления которых, используются двумерные массивы. Итак, что же такое матрица и как ее представить с помощью двумерного массива в Java. Матрица это прямоугольная таблица, состоящая из строк и столбцов на пересечении которых находятся её элементы. Количество строк и столбцов матрицы задают ее размер. Общий вид матрицы размером m
x n
(m —
количество строк, n —
количество столбцов),
выглядит следующим образом:
Каждый элемент матрицы имеет свой индекс, где первая цифра обозначает номер строки на которой находится элемент, а вторая — номер столбца. Рассмотрим примеры конкретных матриц и создадим их с помощью Java. Матрица A
имеет размерность 2 на 3 (2 строки, 3 столбца). Создадим двухмерный массив этой размерности: Int matrixA;
matrixA = new int ; Мы объявили двумерный массив целых чисел (поскольку матрица в данном случае содержит целые числа) и зарезервировали для него память. Для этого мы использовали 2 индекса: первый индекс определяет строку и ее размер, второй индекс определяет столбец и его размер. Для доступа к элементам двумерного массива необходимо использовать 2 индекса: первый для строки, второй – для столбца. Как и в случае с одномерными массивами, индексы также начинаются с нуля. Поэтому нумерация строк и столбцов в таблице начинается с 0. MatrixA = 1;
matrixA = -2;
matrixA = 3;
matrixA = 4;
matrixA = 1;
matrixA = 7; Для того, чтобы вывести матрицу на консоль, нужно пройти все элементы, используя два цикла. Количество циклов, при прохождении элементов массива, равно его размерности. В нашем случае первый цикл осуществляется по строкам, второй — по столбцам. For (int i = 0; i < 2; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
System.out.print(matrixA[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
} То есть, сначала выводим все элементы первой строки, отделяя их символом табуляции "\t",
переносим строку и выводим все элементы второй строки. Полностью код для матрицы А
выглядит следующим образом: Public class Matrix {
public static void main(String args) {
int matrixA;
matrixA = new int;
matrixA = 1;
matrixA = -2;
matrixA = 3;
matrixA = 4;
matrixA = 1;
matrixA = 7;
for (int i = 0; i < 2; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
System.out.print(matrixA[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
}
} Для матрицы B
воспользуемся упрощенным способом инициализации
— в момент объявления. По аналогии с одномерными массивами. Int matrixB = {
{-9,1,0},
{4,1,1},
{-2,2,-1}
}; Каждую строку массива необходимо заключить в пару фигурных скобок и отделить друг от друга запятой. Полностью код для матрицы B
: Public class Matrix {
public static void main(String args) {
int matrixB = {
{-9,1,0},
{4,1,1},
{-2,2,-1}
};
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
System.out.print(matrixB[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
}
} Рассмотрим инициализацию в цикле
для двумерного массива на примере таблицы умножения. Public class Mult {
public static void main(String args) {
// создаем двумерный массив 10 на 10
int multiplyTab = new int;
// цикл по первой размерности
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// цикл по второй размерности
for (int j = 0; j < 10; j++) {
//инициализация элементов массива
multiplyTab[i][j] = (i+1)*(j+1);
//вывод элементов массива
System.out.print(multiplyTab[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
}
} Здесь инициализация элементов значениями таблицы умножения совмещена с их выводом на консоль в одном цикле. Создаются многомерные массивы в Java аналогичным способом. Количество квадратных скобок указывает на размерность. Int a = new int;// двумерный массив
int b = new int;// трехмерный массив
int c = new int;// четырехмерный массив
// и т.д. Однако, не обязательно изначально указывать размер на всех уровнях, можно указать размер только на первом уровне. Int a1 = new int;// двумерный массив с 5 строками В данном случае, пока неизвестно сколько будет элементов в каждой строке, это можно определить позже, причем, массив может содержать в каждой строке разное количество элементов, то есть быть несимметричным
. Определим количество элементов в каждой строке для массива a1 A1 = new int ;
a1 = new int ;
a1 = new int ;
a1 = new int ;
a1 = new int ; В результате, при выводе на экран, For(int i = 0; i массив будет иметь такой вид: 0 При создании массива его элементы автоматически инициализируются нулями, поэтому в это примере на экран выведены нули.
Представьте себе ячейки в камере хранения. Каждая из них имеет свой номер, и в каждой из них хранится какой-то объект “Багаж”. Или винная карта, в которой все виды вина пронумерованы и когда вы делаете заказ, вам достаточно назвать номер напитка. Или список студентов группы, в котором в первой ячейке будет записан студент “Андреев”, а в последней - “Яковлев”. Или список пассажиров самолёта, за каждым из которых закреплено место с определённым номером. В Java чтобы работать с подобными структурами, то есть множеством однородных данных, часто используют массивы.
Статьи на поиск и сортировку:
Сортировка и поиск в курсе CS50:
Главные характеристики массива: тип помещённых в него данных, имя и длина. Размер массива (количество ячеек) нужно определять в int Изменить длину массива после его создания нельзя. Доступ к элементу массива можно получить по его индексу. В массивах, как и везде в Java, элементы нумеруются с нуля. После процедуры создания массива он наполнен значениями по умолчанию. Массив в языке Java значительно отличается от массива в языке C++. Однако он практически совпадает с указателем на динамический массив. Кое-что о массивах - хорошая подробная статья о массивах Класс Arrays и его использование - в статье описаны некоторые методы класса Array Массивы первая лекция JavaRush, посвящённая массивам. Возвращайте массив нулевой длины, а не null - автор “Эффекктивного программирования” Джошуа Блох рассказывает о том, как лучше возвращать пустые массивыЗадачи
Объявление массива в Java
Резервация памяти для массива и его инициализация.
Упрощенная форма записи
Определение размера массива
Упражнения на тему одномерные массивы в Java:
Давайте разберемся. Например, на Java. Просим ничего не подозревающего претендента создать массив целых чисел n
x n
. Человек уверено пишет что-то в духе:
int g = new int[n][n];
Отлично. Теперь просим инициализировать элементы массива чем-нибудь. Хоть единицами, хоть суммой индексов. Получаем:
for(int i = 0; i < n; i++) {
for(int j = 0; j < n; j++) {
g[i][j] = i + j;
}
}
Даже чаще пишут
for(int i = 0; i < g.length; i++) {
for(int j = 0; j < g[i].length; j++) {
g[i][j] = i + j;
}
}
что тоже повод для беседы, но сейчас речь о другом. Мы ведь пытаемся выяснить, что человек знает и посмотреть, как он думает. По этому обращаем его внимание на тот факт, что значения расположены симметрично и просим сэкономить на итерациях циклов. Конечно, зачем пробегать все значения индексов, когда можно пройти только нижний треугольник? Испытуемый обычно легко соглашается и мудро выделяя главную диагональ старательно пишет что-то в духе:
for(int i = 0; i < n; i++) {
g[i][i] = 2* i;
for(int j = 0; j < i; j++) {
g[j][i] = g[i][j] = i + j;
}
}
Вместо g[i][i] = 2* i;
часто пишут g[i][i] = i + i;
или g[i][i] = i << 1;
и это тоже повод поговорить. Но мы идем дальше и задаем ключевой вопрос: На сколько быстрее станет работать программа?
. Обычные рассуждения такие: почти в 2 раза меньше вычислений индексов; почти в 2 раза меньше вычислений значений (суммирование); столько же присваиваний. Значит быстрее процентов на 30. Если у человека за плечами хорошая математическая школа, то можно даже увидеть точное количество сэкономленных операций и более аргументированную оценку эффективности оптимизации.
Теперь самое время для главного удара. Запускаем оба варианта кода на каком-нибудь достаточно большом значении n
(порядка нескольких тысяч), например, так .
Что же мы видим? Оптимизированный вариант работает в 10-100 раз медленнее! Теперь самое время понаблюдать за реакцией претендента на должность. Какая будет реакция на необычную (точнее обычную в практике разработчика) стрессовую ситуацию. Если на лице подзащитного изобразился азарт и он стал жать на кнопочки временно забыв о Вашем существовании, то это хороший признак. До определенной степени. Вы ведь не хотите взять на работу исследователя, которому плевать на результат проекта? Тогда не задавайте ему вопрос «Почему?». Попросите переделать второй вариант так, чтобы он действительно работал быстрее первого.
Теперь можно смело заниматься некоторое время своими делами. Через пол часа у Вас будет достаточно материала, для того, чтобы оценить основные личностные и профессиональные качества претендента.
Кстати, когда я коротко описал эту задачку на своем рабочем сайте, то наиболее популярный комментарий был «Вот такая эта Ваша Java кривая». Специально для них выкладываю код на Великом и Свободном. А счастливые обладатели Free Pascal под Windows могут заглянуть
В приведенном коде на Паскале я убрал «запутывающие» моменты и оставил только суть проблемы. Если это можно назвать проблемой.
Какие мы в итоге получаем вопросы к подзащитному?
1. Почему стало работать медленнее? И поподробнее…
2. Как сделать инициализацию быстрее?
Кстати, а всем понятно, что происходит?
По духу это похоже на «собеседованию» при наборе легионеров в древнем Риме. Будущего вояку сильно пугали и смотрели краснеет он или бледнеет. Если бледнеет, то в стрессовой ситуации у претендента кровь отливает от головы и он склонен к пассивной реакции. Например, упасть в обморок. Если же соискатель краснел, то кровь у него к голове приливает. Т.е. он склонен к активным действиям, бросаться в драку. Такой считался годным.
Ну и последнее. Почему я рассказал об этой задаче всем, а не продолжаю использовать её на собеседованиях? Просто, эту задачу уже «выучили» потенциальные соискатели и приходится использовать другие.
Собственно на этот эффект я обратил внимание именно в связи с реальной задачей обработки изображений. Ситуация была несколько запутанная и я не сразу понял почему у меня так просел fps после рефакторинга. А вообще таких чуднЫх моментов наверное много накопилось у каждого.
Тут мне совершенно справедливо указали (Big_Lebowski), что перестановка циклов меняет результаты в пользу последовательного варианта. Пришлось для чистоты эксперимента поставить цикл для разогрева. Заодно сделал несколько повторов, чтобы вывести среднее время работы как советовал leventov. Получилось так ideone.com/yN1H4g . Т.е. случайный доступ к элементам большого массива на ~10% медленнее чем последовательный. Возможно и в правду какую-то роль может сыграть кэш. Однако, в исходной ситуации производительность проседала в разы. Значит есть еще что-то.
Добавить метки
Матрицы и двумерные массивы в Java
Многомерные и несимметричные массивы.
Примеры создания массивов фиксированной длины:
0 0
0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0 0Упражнения на тему многомерные массивы в Java:
Что такое массив?
Массив - это структура данных, в которой хранятся элементы одного типа. Его можно представить, как набор пронумерованных ячеек, в каждую из которых можно поместить какие-то данные (один элемент данных в одну ячейку). Доступ к конкретной ячейке осуществляется через её номер. Номер элемента в массиве также называют индексом
.
В случае с Java массив однороден
, то есть во всех его ячейках будут храниться элементы одного типа. Так, массив целых чисел содержит только целые числа (например, типа int), массив строк - только строки, массив из элементов созданного нами класса Dog будет содержать только объекты Dog . То есть в Java мы не можем поместить в первую ячейку массива целое число, во вторую String , а в третью - “собаку”.
Объявление массива
Как объявить массив?
Как и любую переменную, массив в Java нужно объявить. Сделать это можно одним из двух способов. Они равноправны, но первый из них лучше соответствует стилю Java. Второй же - наследие языка Си (многие Си-программисты переходили на Java, и для их удобства был оставлен и альтернативный способ). В таблице приведены оба способа объявления массива в Java:
В обоих случаях dataType - тип переменных в массиве. В примерах мы объявили два массива. В одном будут храниться целые числа типа int , в другом - объекты типа Object . Таким образом при объявлении массива у него появляется имя и тип (тип переменных массива). ArrayName - это имя массива.
Создание массива
Как создать массив?
Как и любой другой объект, создать массив Java, то есть зарезервировать под него место в памяти, можно с помощью оператора new . Делается это так:
new
typeOfArray
[
length]
;
Где typeOfArray - это тип массива, а length - его длина (то есть, количество ячеек), выраженная в целых числах (int). Однако здесь мы только выделили память под массив, но не связали созданный массив ни с какой объявленной ранее переменной. Обычно массив сначала объявляют, а потом создают, например:
int
myArray;
// объявление массива
myArray =
new
int
[
10
]
;
// создание, то есть, выделение памяти для массива на 10 элементов типа int
Здесь мы объявили массив целых чисел по имени myArray , а затем сообщили, что он состоит из 10 ячеек (в каждой из которых будет храниться какое-то целое число). Однако гораздо чаще массив создают сразу после объявления с помощью такого сокращённого синтаксиса:
int
myArray =
new
int
[
10
]
;
// объявление и выделение памяти “в одном флаконе”
Обратите внимание: После создания массива с помощью new , в его ячейках записаны значения по умолчанию. Для численных типов (как в нашем примере) это будет 0, для boolean - false , для ссылочных типов - null .
Таким образом после операции
int
myArray =
new
int
[
10
]
;
мы получаем массив из десяти целых чисел, и, пока это не измениться в ходе программы, в каждой ячейке записан 0.
Длина массива в Java
Как мы уже говорили выше, длина массива - это количество элементов, под которое рассчитан массив. Длину массива нельзя изменить после его создания.
Обратите внимание: в Java элементы массива нумеруются с нуля. То есть, если у нас есть массив на 10 элементов, то первый элемент массива будет иметь индекс 0, а последний - 9.
Получить доступ к длине массива можно с помощью переменной length . Пример:
int
myArray =
new
int
[
10
]
;
// создали массив целых чисел на 10 элементов и присвоили ему имя myArray
System.
out.
println
(myArray.
length)
;
// вывели в консоль длину массива, то есть количество элементов, которые мы можем поместить в массив
Вывод программы:
10
Инициализация массива и доступ к его элементам
Как создать массив в Java уже понятно. После этой процедуры мы получаем не пустой массив, а массив, заполненный значениями по умолчанию. Например, в случае int это будут 0, а если у нас массив с данными ссылочного типа, то по умолчанию в каждой ячейке записаны null .
Получаем доступ к элементу массива (то есть записываем в него значение или выводим его на экран или проделываем с ним какую-либо операцию) мы по его индексу.
Инициализация массива - это заполнение его конкретными данными (не по умолчанию).
Пример:
давайте создадим массив из 4 пор года и заполним его строковыми значениями - названиями этих пор года.
String
seasons =
new
String
[
4
]
;
/* объявили и создали массив. Java выделила память под массив из 4 строк, и сейчас в каждой ячейке записано значение null (поскольку строка - ссылочный тип)*/
seasons[
0
]
=
"Winter"
;
/* в первую ячейку, то есть, в ячейку с нулевым номером мы записали строку Winter. Тут мы получаем доступ к нулевому элементу массива и записываем туда конкретное значение */
seasons[
1
]
=
"Spring"
;
// проделываем ту же процедуру с ячейкой номер 1 (второй)
seasons[
2
]
=
"Summer"
;
// ...номер 2
seasons[
3
]
=
"Autumn"
;
// и с последней, номер 3
Теперь во всех четырёх ячейках нашего массива записаны названия пор года. Инициализацию также можно провести по-другому, совместив с инициализацией и объявлением:
String
seasons =
new
String
{
"Winter"
,
"Spring"
,
"Summer"
,
"Autumn"
}
;
Более того, оператор new можно опустить:
String
seasons =
{
"Winter"
,
"Spring"
,
"Summer"
,
"Autumn"
}
;
Как вывести массив в Java на экран?
Вывести элементы массива на экран (то есть, в консоль) можно, например, с помощью цикла for . Ещё один, более короткий способ вывода массива на экран будет рассмотрен в пункте “ . А пока рассмотрим пример с циклическим выводом массива:
String
seasons =
new
String
{
"Winter"
,
"Spring"
,
"Summer"
,
"Autumn"
}
;
for
(int
i =
0
;
i <
4
;
i++
)
{
System.
out.
println
(seasons[
i]
)
;
}
В результате программа выведет следующий результат:
Winter
Spring
Summer
Autumn
Одномерные и многомерные Java массивы
А что, если мы захотим создать не массив чисел, массив строк или массив каких-то объектов, а массив массивов? Java позволяет это сделать.
Уже привычный нам массив int myArray = new int - так называемый одномерный массив. А массив массивов называется двумерным. Он похож на таблицу, у которой есть номер строки и номер столбца. Или, если вы учили начала линейной алгебры, - на матрицу.
Для чего нужны нужны такие массивы? В частности, для программирования тех же матриц и таблиц, а также объектов, напоминающих их по структуре. Например, игровое поле для шахмат можно задать массивом 8х8.
Многомерный массив объявляется и создается следующим образом:
Int
myTwoDimentionalArray =
new
int
[
8
]
[
8
]
;
В этом массиве ровно 64 элемента: myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray и так далее вплоть до myTwoDimentionalArray .
Так что если мы с его помощью представим шахматную доску, то клетку А1 будет представлять myTwoDimentionalArray , а E2 - myTwoDimentionalArray .
Где два, там и три. В Java можно задать массив массивов… массив массивов массивов и так далее. Правда, трёхмерные и более массивы используются очень редко. Тем не менее, с помощью трёхмерного массива можно запрограммировать, например, кубик Рубика.
Полезные методы для работы с массивами
Для работы с массивами в Java есть класс java.util.Arrays (arrays на английском и означает “массивы”). В целом с массивами чаще всего проделывают следующие операции: заполнение элементами (инициализация), извлечение элемента (по номеру), сортировка и поиск. Поиск и сортировка массивов - тема отдельная. С одной стороны очень полезно потренироваться и написать несколько алгоритмов поиска и сортировки самостоятельно. С другой стороны, все лучшие способы уже написаны и включены в библиотеки Java, и ими можно законно пользоваться.
Вот три полезных метода этого класса
Сортировка массива
Метод void sort(int myArray, int fromIndex, int toIndex) сортирует массив целых чисел или его подмассив по возрастанию.
Поиск в массиве нужного элемента
int binarySearch(int myArray, int fromIndex, int toIndex, int key) . Этот метод ищет элемент key в уже отсортированном массиве
myArray или подмассиве, начиная с fromIndex и до toIndex . Если элемент не найден, возвращает номер элемента или fromIndex-1 .
Преобразование массива к строке
Метод String toString(int myArray) преобразовывает массив к строке. Дело в том, что в Java массивы не переопределяют toString() . Это значит, что если вы попытаетесь вывести целый массив (а не по элементам, как в пункте “ ”) на экран непосредственно (System.out.println(myArray)), вы получите имя класса и шестнадцатеричный хэш-код массива (это определено определено Object.toString()).
Если вы - новичок, вам, возможно, непонятно пояснение к методу toString . На первом этапе это и не нужно, зато с помощью этого метода упрощается вывод массива. Java позволяет легко выводить массив на экран без использования цикла. Об этом - в примере ниже.
Пример на sort, binarySearch и toString
Давайте создадим массив целых чисел, выведем его на экран с помощью toString , отсортируем с помощью метода sort и найдём в нём какое-то число.
class
Main
{
public
static
void
main
(String
args)
{
int
array =
{
1
,
5
,
4
,
3
,
7
}
;
//объявляем и инициализируем массив
System.
out.
println
(array)
;
//пытаемся вывести наш массив на экран без метода toString - получаем 16-ричное число
//печатаем массив "правильно"
Arrays.
sort
(array,
0
,
4
)
;
//сортируем весь массив от нулевого до четвёртого члена
System.
out.
println
(Arrays.
toString
(array)
)
;
//выводим отсортированный массив на экран
int
key =
Arrays.
binarySearch
(array,
5
)
;
// ищем key - число 5 в отсортированном массиве.
//метод binarySearch выдаст индекс элемента остортированного массива, в котором "спрятано" искомое число
System.
out.
println
(key)
;
//распечатываем индекс искомого числа
System.
out.
println
(Arrays.
binarySearch
(array,
0
)
)
;
//а теперь попробуем найти число, которого в массиве нет,
// и сразу же выведем результат на экран
}
}
Вывод программы:
3
-1
В первой строке - попытка вывода на экран массива без toString , во второй - вывод массива посредством toString , в третьей выведен отсортированный массив, в четвёртой - индекс искомого числа 5 в отсортированном массиве (помните, что считаем с нуля, поэтому четвёртый элемент массива имеет индекс 3). В пятой строке видем -1. Такого индекса у массива не бывает. Вывод сигнализирует о том, что искомого элемента (в данном случае, 0) в массиве нет.
Главное о массивах
Последнее решается при инициализации (выделении памяти под массив), первые два параметра определяются при объявлении массива.Полезные материалы о массивах
Хотите знать больше о массивах? Обратите внимание на статьи ниже. Там много интересного и полезного по этой теме.
