Массив в Java - это набор элементов одного типа, обратиться к которым можно по индексу.
Элементы массивов в Java расположены друг за другом в памяти компьютера. Ниже разбирается пример массива в Java.
Объявим массив, для хранения элементов типа int:
Здесь объявлена переменная arr, которая является массивом. Чтоб использовать эту переменную нужно её определить.
Для определения массива в Java следует указать его длину, т.е. количество элементов, которые могут в нём храниться:
В нашем массиве бедет храниться 5 элементов.
Массив - это набор элементов. К каждому элементу массива можно обратиться по его номеру. Номер принято называть индексом. Нумерация элементов массива в Java идёт с нуля.
Присвоим значение первому элементу массива, а первый элемент имеет индекс ноль:
Присвоим значение второму элементу массива, а второй элемент имеет индекс один:
for(int inn = 0; inn < 5; inn++)
{
arr = inn;
}
Можно при объявлении массива сразу загрузить в него значения:
int arr = {0, 1, 2, 3, 4};
количество элементов здесь равно 5-ти, т.е. нет необходимости указать число элементов, оно будет определено автоматически.
К каждому элементу массива можно обратиться по его номеру. Чтоб получить элемент массива, надо указать имя массива и индекс элемента:
это первый элемент массива, ведь у первого элемета индекс ноль.
Присвоим значение третьего элемента массива переменной int a:
Выведем в цикле все элементы массива (переберем массив):
For(int inn = 0; inn < 5; inn++) { System.out.println("arr[" + inn + "] = " + arr); }
Упрощенный вариант цикла для вывода массива таков:
For(int inn: arr) { System.out.println("arr[" + inn + "] = " + arr); }
Удалить массив в Java можно так:
Длину массива в Java получаем так:
int arrLength = arr.length;
int firstElem = arr;
int lastElem = arr;
Как в Java задать массив переменной длины? Никак. Когда вы определяете массив, тогда и задаёте его длину, изменить её в дальнейшем нельзя. В таких случаях используют коллекции, например: Vector, ArrayList и др.
Итак, перемнной длина массива быть не может. Но можно использовать переменную при определении массива. Если так:
int cd;
int ab = new int;//Error.
то получим ошибку, длина массива не может быть переменной.
Надо задать значение cd:
int cd = 10;
int ab = new int;
Теперь нормально. Если после определения массива изменить переменную cd, то это не повлияет на массив, т.е. его длина не изменится. Пример:
Int cd = 10; int ab = new int; cd = 12;// Это можно arrLength = ab.length; System.out.println("ab array length = " + arrLength); //Выводит: ab array length = 10 ab=4;// А вот здесь ошибка
Получим ошибку:
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 11
Максимальный индекс нашего массива равен 9-ти. Изменение значения переменной cd не влияет на массив, ведь он уже определен и его длина есть константа.
Переменные можно использовать для обращения к элементам массива:
Int var = 1;
int elem = arr;
var = 2;
elem = arr;
Пример массива символов в Java и его вывода:
Char charArr = {"S", "B", "P"}; for(int inn = 0; inn < charArr.length; inn++) { System.out.println("charArr[" + inn + "] = " + charArr); }
Заполнить массив можно с помощью статического метода fill.
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).
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.
Иллюстрация:
For (int i = 0; i
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; } }
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. – это упорядоченная совокупность, или пронумерованный список, значений ссылка
на который выполняется по общему имени. Это могут быть как примитивные значения, так и объекты или даже другие массивы, однако все значения массива должны принадлежать одному типу. Тип массива идентичен типу содержащихся в нем значений. Массивы относятся к ссылочным типам данных
, собственно как и все остальные типы, кроме примитивных. Напомню еще раз, что в Java все является объектом, исключение составляют лишь примитивные типы. Массивы могут быть одномерными и многомерными. Процесс создания массива можно разделить на три этапа: Объявление (declaration) массива
На этом этапе определяется только
переменная типа ссылка
(reference
) на массив
, содержащая тип массива. Для этого записывается имя типа элементов массива, квадратными скобками указывается, что объявляется ссылка на массив
, а не простая переменная, и перечисляются имена переменных ссылочного типа, например: По существу объявление массивов, точно такая же операция как и объявление любых других типов данных, правда имеющая немного свой синтаксис, так как это все таки массивы. Java поддерживает еще один синтаксис объявления переменных типа массив, обеспечивающий совместимость с С и С++. Согласно этому синтаксису, одна или несколько пар квадратных скобок следуют за именем переменной, а не за именем типа: Однако зачастую такой синтаксис сбивает с толку, поэтому его следует избегать. В следующем примере, легко спутать что имелось в виду: Такой синтаксис не рекомендуется использовать, так как уже говорилось, что он сбивает с толку, кроме того, в соглашения по оформлению Java кода, рекомендуется синтаксис, который был приведен первым, то есть квадратные скобки следуют сразу за типом объявляемого массива. В данном случае объявлены массив значений типа float с именем rates и переменная типа float – maxRate. То есть, если квадратные скобки стоят сразу после типа объявляемого массива, то все переменные которые объявлены в этой строке являются ссылками на массивы объявляемого типа, а если же скобки стоят справа от переменной, то только она является ссылкой на массив объявленного типа. Следует понимать, что данная операция объявления массива еще не создает массив, а только объявляет переменную являющуюся ссылкой на него
, которую без инициализации нельзя использовать в программе, так как компилятор выдаст ошибку, что переменная массива не инициализирована. Пока объявленная переменная массива не определена, она может содержать (если вы присвоите) значение null
. И только после определения она будет содержать ссылку на конкретный объект. Указать длину массива при объявлении переменной массива невозможно, поскольку размер является строго функцией объекта массива, а не ссылки на него
. Создание (instantation) массива
На этом этапе указывается количество элементов массива, называемое его размером, выделяется место для массива в оперативной памяти, переменной-ссылке присваивается оператором =
адрес массива. Все эти действия производятся оператором new
за которым следует тип
элементов массива. Например: Но стоит еще раз заметить, что до этого переменная letters, должна быть объявлена как массив. Чтобы было более понятно, это можно представить вот так: При создании массива с таким синтаксисом все элементы массива автоматически инициализируются значениями по умолчанию
. Это false для значений boolean, "\u0000" для значений char, 0 для целых значений, 0.0 для значений с плавающей точкой и null для объектов или массивов. В Java размер массива фиксирован. Созданный массив нельзя увеличить или уменьшить. Желаемый размер создаваемого массива задается неотрицательным целым числом
. Но в любое время переменной типа массива может быть сопоставлен новый массив другого размера. То есть может быть присвоена ссылка на другой массив того же типа что и объявленная переменная. Индексы массивов всегда начинаются с 0
. Первые две операции: объявление и создание массива можно объединить в один оператор. Например: Этот оператор эквивалентен двум приведенным выше. После данной операции переменная letters будет уже содержать ссылку на массив и если попробовать вывести ее значение то мы получим значение, что то вроде
; Но надо иметь в виду, что переменные a
и b
указывают на один и тот же массив. По началу это может сбивать с толку, но если помнить что мы имеем дело с ссылочными типами данных, то все становится на свои места. Если этот момент не понятен, то чуть позже мы все это разберем на примерах. После этого массив, на который указывала данная ссылка, теряется, если на него не было других ссылок
. Размер или длину массива можно получить при помощи константы length
, которая определена для каждого массива и возвращает его длину. Мы ей уже не раз пользовались в примерах когда работали с аргументами переданной в командной строке. Можно создавать и использовать массивы нулевой длины (пустой массив). Например: Инициализировать такой массив нельзя, так как у него просто нет элементов которые можно инициализировать. Сразу же возникает вопрос, а на кой ляд они тогда вообще нужны эти пустые массивы? Но они нужны и даже очень полезны! Пустой массив принято использовать в тех местах программы, где заранее неизвестно, будут элементы или нет. Если элементы будут, то возвращается непустой массив, если элементов нет - пустой массив. Примером может служить массив строк который передается в метод main() и содержит аргументы командной строки, а если их нет, то возвращается пустой массив. Пустой массив лучше, чем null
, потому что не требует отдельного if"а для обработки. То же верно для списков и других коллекций. Именно поэтому существуют методы Collections.emptyList, emptySet, emptyMap. Инициализация (initialization) массива
На этом этапе элементы массива получают начальные значения. Инициализировать элементы массива значениями можно несколькими способами: Обращается к конкретному элементу массива можно по его индексу
, который начинается с нуля, как это уже говорилось. Индексы можно задавать любыми целочисленными выражениями, кроме типа long
, например a , a , a[++i] . Исполняющая система Java следит за тем, чтобы значения этих выражений не выходили за границы длины массива. Если же выход все же произойдет интерпретатор Java в таком случае прекратит выполнение программы и выведет на консоль сообщение о выходе индекса массива за границы его определения (ArrayIndexOutOfBoundsException
). Рассмотрим пример первого способа инициализации: Второй способ инициализации можно реализовать по разному. Инициализацию массива можно совместить с этапом создания, но до этой операции массив уже должен быть объявлен
. Например: До создания и инициализации массива ar
он уже был объявлен. Так же инициализировать массив можно на этапе его объявления следующим синтаксисом: Внимание!
Этот синтаксис инициализации массива работает только при объявлении массива и совмещает сразу все три операции объявление, создание и инициализацию. Если массив уже объявлен, то такой синтаксис использовать нельзя. Компилятор выдаст ошибку. То есть: int
ar
;
// объявление массива Такое действо не прокатит. Так же можно инициализировать на этапе объявления и чуть чуть по другому: Хотя этот синтаксис более длинный. Если вы заметили, то данный синтаксис это тоже совмещение всех трех операций: объявления, создания и инициализации. В Java предусмотрен синтаксис, который поддерживает анонимные массивы (они не присваиваются переменным и, следовательно, у них нет имен). Иногда массив нужно задействовать лишь один раз (например, передать его методу), следовательно, вы не хотите тратить время на присваивание его переменной, поэтому можно сразу же использовать результат оператора new
. Например: Синтаксис инициализации массивов с помощью фигурных скобок называется литеральным, поскольку для инициализации используется массив-литерал. Важно понимать что массивы-литералы создаются и инициализируются во время выполнения программы, а не во время ее компиляции
. Рассмотрим следующий массив-литерал: Он компилируется в такой байт-код Java: Поэтому если вам нужно разместить в Java программе много данных, лучше не включать их непосредственно в массив, поскольку компилятору Java придется создавать много байткодов инициализации массива, а затем интерпретатору Java нужно будет кропотливо выполнять весь этот код. В таких случаях лучше сохранять данные во внешнем файле и считывать их в программу во время ее выполнения. Однако тот факт, что Java инициализирует массив во время выполнения программы, имеет важные последствия. Это означает, что элементы массива-литерала являются произвольными выражениями, вычисляемыми во время выполнения программы, а не постоянными выражениями, вычисляемыми компилятором
. Например: Теперь немножко попрактикуемся. В хорошо нам известном методе main(), как раз и используется возможность возврата массива нулевой длины если в командной строке нет аргументов, что позволяет избежать использования оператора if для проверки на null, дабы избежать ошибки во время исполнения программы. То есть мы сразу можем использовать массив в цикле, правда соблюдая правила чтобы не выйти за пределы максимального индекса. В начале программы мы выводим значение длины массива, а затем в первом цикле последовательно выводим все значения элементов массива. Второй цикл делает то же самое, но извращенным способом. Второй пример я привет чтобы порадовать ваш мозг расширить ваше сознание вам не было скучно знали как можно делать, но как не нужно, ну и чисто в учебно-образовательных целях. Может на досуге разберетесь как работает второй цикл. Данная программа генерирует следующий вывод: В первом случае мы не вводили ни каких аргументов, поэтому получили массив нулевой длины, который не был обработан в циклах, поскольку не удовлетворяет условиям циклов. Во втором случае мы передали аргументы в командной строке и следовательно массив был обработан в циклах. Массив — это множество однотипных объектов, которые имеют общее название. К каждому элементу массива возможен доступ по его индексу. Рассмотрим реальный пример. Пусть у нас есть некоторый склад, который называется a и пусть в нем есть некоторое количество ящиков, каждый из которых последовательно пронумерован. В каждом ящике лежит некоторый объект, который по своему типу совпадает с объектами в других ящиках. Пример данного склада является классическим массивом, где название склада — это название массива, ящики — это элементы массива, номера ящиков — это индексы элементов, а содержимое ящиков — это значения наших переменных. Представим, что внутри ящиков лежат лимоны, и в каждом ящике лежит определенное количество лимонов. Тогда, значения наших переменных будут показывать количество лимонов. Рассмотрим такой склад, состоящий из трех ящиков, пусть в первом ящике лежит 3, во втором 7, в третьем 273. Тогда, массив, описывающий данный склад можно изобразить следующим образом: Индексация в массиве всегда начинается с 0. Рассмотрим некоторые операции, которые можно производить с массивом: Создание массива Тип имяПеременной; Выделение памяти: A = new int;//выделяем память под 10 элементов Таким образом инициализация массива выглядит следующим образом: Int a = new int;//инициализация массива целых чисел из 10 элементов Всем элементам массива после такой инициализации присваивается значение по умолчанию. Int a = new int{ 3, 7, 273 }; Работа с массивом Считывание массива: Import java.util.Scanner; Int a;//массив целых чисел, который был как - то обработан System.out.println(a);//Выводим первый элемент массива Вот так вот выглядят основные операции с массивами. Очень часто на различных уроках по информатике просят вынести эти этапы работы с массивом в отдельные функции, но про это мы поговорим позднее. Таким образом, с помощью считывания массива, мы можем ввести некоторые значение с консоли, с помощью изменения значений, мы можем например, увеличить все значения на единицу или умножить на два, а с помощью вывода мы можем вывести текущие значения массива. Если нам требуется работать только с конкретными элементами массива, то тут мы можем воспользоваться произвольным доступом по индексу, где индекс - это любое положительное целое число, которое меньше длины массива. Текущую длину массива можно получить с помощью свойства length, оно уже применялось при выводе массива. Двумерные массивы Не всегда бывает удобно нумеровать ящики на складе с 0 до определенного числа, иногда хочется привести склад в более упорядоченный вид, например ввести ряды. Теперь каждый ящик имеет свой номер ряда и свой порядковый номер в этом ряду. Пусть на нашем складе есть девять ящиков, которые имеют содержат 1, 2 и так далее 9 апельсинов. Ящики на складе располагаются в три ряда по три ящика, тогда ситуацию на складе можно представить так. 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:
Добавить меткиЗадачи
String
str
;
// str ссылка на массив строк
byte
twoBytes
;
// twoBytes ссылка на двумерный массив байтов
char
letters
,
digits
;
//letters и digits ссылки на массивы символов
byte
arrayOfArrayOfBytes
;
// То же, что и byte arrayOfArrayOfBytes
byte
arrayOfArrayOfBytes
;
// То же, что и byte arrayOfArrayOfBytes
letters
=
new
char
[
10
]
;
// создали массив char-ов размеров в 10 элементов
int
b
=
a
;
ar
[
0
]
=
1
;
ar
[
1
]
=
2
;
ar
=
new
int
{
1
,
2
}
;
// создание и инициализация
ar
=
{
1
,
2
}
;
// ОШИБКА!!! создание и инициализация массива
perfectNumbers
[
0
]
=
6
;
perfectNumbers
[
1
]
=
28
;
Индекс
0
1
2
Значение
3
7
273
int a;//целочисленный массив
char b;//массив символов
String c;
b = new char;//выделяем память под 20 элементов
c = new String;//выделяем память под 30 элементов
char b = new char;//инициализация массива символов из 20 элементов
String c = new String;//инициализация массива строк из 30 элементов
Существует возможность сразу задать значения элементов массива, создадим массив, который будет показывать количество лимонов в ящике, как в примере выше:
public class test {
public static void main(String args) {
int a;//массив целых чисел
int n;//количество элементов в массиве
Scanner in = new Scanner(System.in);
n = in.nextInt();
a = new int[n];
for(int i = 0; i
Изменение значений массива:
for(int i = 0; i
Вывод массива:
for(int i = 0; i
Произвольный доступ к элементу массива по индексу:
a = 1;//Присваиваем второму элементу массива 1
int temp = a;//Сохраняем значение третьего элемента массива в переменную temp
Тут я опущу диалог про то, что массивы являются ссылками и работа с ними отличается от работы с обычными базовыми типами.
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.
