Как заполнить массив числами java

Arrays

An array is a container object that holds a fixed number of values of a single type. The length of an array is established when the array is created. After creation, its length is fixed. You have seen an example of arrays already, in the main method of the "Hello World!" application. This section discusses arrays in greater detail.

An array of 10 elements.

Each item in an array is called an element, and each element is accessed by its numerical index. As shown in the preceding illustration, numbering begins with 0. The 9th element, for example, would therefore be accessed at index 8.

The following program, ArrayDemo , creates an array of integers, puts some values in the array, and prints each value to standard output.

The output from this program is:

In a real-world programming situation, you would probably use one of the supported looping constructs to iterate through each element of the array, rather than write each line individually as in the preceding example. However, the example clearly illustrates the array syntax. You will learn about the various looping constructs ( for , while , and do-while ) in the Control Flow section.

Declaring a Variable to Refer to an Array

The preceding program declares an array (named anArray ) with the following line of code:

Like declarations for variables of other types, an array declaration has two components: the array's type and the array's name. An array's type is written as type[] , where type is the data type of the contained elements; the brackets are special symbols indicating that this variable holds an array. The size of the array is not part of its type (which is why the brackets are empty). An array's name can be anything you want, provided that it follows the rules and conventions as previously discussed in the naming section. As with variables of other types, the declaration does not actually create an array; it simply tells the compiler that this variable will hold an array of the specified type.

Similarly, you can declare arrays of other types:

You can also place the brackets after the array's name:

However, convention discourages this form; the brackets identify the array type and should appear with the type designation.

Creating, Initializing, and Accessing an Array

One way to create an array is with the new operator. The next statement in the ArrayDemo program allocates an array with enough memory for 10 integer elements and assigns the array to the anArray variable.

If this statement is missing, then the compiler prints an error like the following, and compilation fails:

The next few lines assign values to each element of the array:

Each array element is accessed by its numerical index:

Alternatively, you can use the shortcut syntax to create and initialize an array:

Here the length of the array is determined by the number of values provided between braces and separated by commas.

You can also declare an array of arrays (also known as a multidimensional array) by using two or more sets of brackets, such as String[][] names . Each element, therefore, must be accessed by a corresponding number of index values.

In the Java programming language, a multidimensional array is an array whose components are themselves arrays. This is unlike arrays in C or Fortran. A consequence of this is that the rows are allowed to vary in length, as shown in the following MultiDimArrayDemo program:

The output from this program is:

Finally, you can use the built-in length property to determine the size of any array. The following code prints the array's size to standard output:

Copying Arrays

The System class has an arraycopy method that you can use to efficiently copy data from one array into another:

The two Object arguments specify the array to copy from and the array to copy to. The three int arguments specify the starting position in the source array, the starting position in the destination array, and the number of array elements to copy.

The following program, ArrayCopyDemo , declares an array of String elements. It uses the System.arraycopy method to copy a subsequence of array components into a second array:

The output from this program is:

Array Manipulations

Arrays are a powerful and useful concept used in programming. Java SE provides methods to perform some of the most common manipulations related to arrays. For instance, the ArrayCopyDemo example uses the arraycopy method of the System class instead of manually iterating through the elements of the source array and placing each one into the destination array. This is performed behind the scenes, enabling the developer to use just one line of code to call the method.

For your convenience, Java SE provides several methods for performing array manipulations (common tasks, such as copying, sorting and searching arrays) in the java.util.Arrays class. For instance, the previous example can be modified to use the copyOfRange method of the java.util.Arrays class, as you can see in the ArrayCopyOfDemo example. The difference is that using the copyOfRange method does not require you to create the destination array before calling the method, because the destination array is returned by the method:

As you can see, the output from this program is the same, although it requires fewer lines of code. Note that the second parameter of the copyOfRange method is the initial index of the range to be copied, inclusively, while the third parameter is the final index of the range to be copied, exclusively. In this example, the range to be copied does not include the array element at index 9 (which contains the string Lungo ).

Some other useful operations provided by methods in the java.util.Arrays class are:

Searching an array for a specific value to get the index at which it is placed (the binarySearch method).

Comparing two arrays to determine if they are equal or not (the equals method).

Filling an array to place a specific value at each index (the fill method).

Sorting an array into ascending order. This can be done either sequentially, using the sort method, or concurrently, using the parallelSort method introduced in Java SE 8. Parallel sorting of large arrays on multiprocessor systems is faster than sequential array sorting.

Creating a stream that uses an array as its source (the stream method). For example, the following statement prints the contents of the copyTo array in the same way as in the previous example:

See Aggregate Operations for more information about streams.

Converting an array to a string. The toString method converts each element of the array to a string, separates them with commas, then surrounds them with brackets. For example, the following statement converts the copyTo array to a string and prints it:

Инициализировать массив с диапазоном от 1 до n в Java

В этом посте мы обсудим, как инициализировать массив диапазоном от 1 до n в Java.

1. Использование IntStream.rangeClosed() метод

В Java 8 вы можете использовать IntStream.rangeClosed(start, end) генерировать последовательность возрастающих значений между start а также end . Чтобы получить примитивный целочисленный массив, вы можете вызвать метод toArray() метод на IntStream , как показано ниже:

результат:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

Чтобы заполнить существующий массив диапазонами чисел, вы можете использовать лямбда-выражение:

результат:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

2. Использование IntStream.iterate() метод

Вы также можете использовать IntStream.iterate() метод получения последовательности в порядке возрастания. Он принимает два аргумента — начальное значение и функцию, которая будет применена к предыдущему элементу для создания нового элемента. Чтобы получить числа в диапазоне [1, n] , начальное значение должно быть 1, и функция должна увеличить предыдущее значение на 1. Вы также должны ограничить количество элементов в потоке до n .

результат:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

Java 9 представила перегруженную версию IntStream.iterate() метод, который принимает три аргумента: начальное значение, предикат, определяющий, когда поток должен завершиться, и функцию, которая применяется к предыдущему элементу для создания нового элемента.

Чтобы получить числа в диапазоне [1, n] , начальное значение должно быть 1, предикат должен ограничивать количество элементов до n , и функция должна увеличить предыдущее значение на 1. Его использование показано ниже. Обратите внимание, что нет необходимости вызывать limit() метод больше, так как поток завершается предикатом.

Примеры использования массивов

Думаю, настало время переходить к практическим задачам. И начнем мы с нескольких самых простых:

• Создаем объект-массив на 10 элементов
• Цикл от 0 до 9 включительно
• В ячейки заносим значения от 0 до 9

• Создаем объект-массив на 10 элементов
• Цикл от 0 до 9 включительно
• В ячейки заносим значения от 1 до 10

• Создаем объект-массив на 10 элементов
• Цикл от 0 до 9 включительно
• В ячейки заносим значения от 10 до 1

2. Вывод чисел в обратном порядке

А теперь перейдем к примерам посложнее и поинтереснее. И начнем мы с такой задачи: нужно ввести с клавиатуры 10 чисел и вывести их в обратном порядке.

Как вводить числа с клавиатуры мы знаем. А как ввести 10 чисел? Можно, конечно же, создать 10 переменных: а1 , а2 , и т.д. Но, во-первых, это неудобно. Во-вторых, если нужно будет ввести 100 чисел, мы будем создавать 100 переменных? Ну и в-третьих, мы же только что выучили массивы, которые просто созданы для хранения большого количества значений.

Код для ввода 10 значений будет выглядеть примерно так (приводим только код внутри метода main ):

• Создаем объект Scanner
• Создаем объект-массив на 10 элементов
• Цикл от 0 до 9 включительно
• Читаем число с клавиатуры и сохраняем его в очередную ячейку массива

А как же вывести значения массива в обратном порядке?

Для этого нам понадобится еще один цикл, где i будет принимать значения от 9 до 0 (не забываем, что индексы массива нумеруются с 0). Финальный код программы будет выглядеть примерно так:

Массив

В любом языке программирования используются массивы, удобные для работы с большим количеством однотипных данных. Если вам нужно обработать сотни переменных, то вызывать каждую по отдельности становится муторным занятием. В таких случаях проще применить массив. Для наглядности представьте себе собранные в один ряд пустые коробки. В каждую коробочку можно положить что-то одного типа, например, котов. Теперь, даже не зная их по именам, вы можете выполнить команду Накормить кота из 3 коробки. Сравните с командой Накормить Рыжика. Чувствуете разницу? Вам не обязательно знать котов по именам, но вы всё равно сможете справиться с заданием. Завтра в этих коробках могут оказаться другие коты, но это не составит для вас проблемы, главное знать номер коробки, который называется индексом.

Еще раз повторим теорию. Массивом называется именованное множество переменных одного типа. Каждая переменная в данном массиве называется элементом массива. Чтобы сослаться на определённый элемент в массиве нужно знать имя массива в соединении с целым значением, называемым индексом. Индекс указывает на позицию конкретного элемента относительно начала массива. Обратите внимание, что первый элемент будет иметь индекс 0, второй имеет индекс 1, третий — индекс 2 и так далее. Данное решение было навязано математиками, которым было удобно начинать отсчёт массивов с нуля.

Объявление массива

Переменную массива можно объявить с помощью квадратных скобок:

Возможна и альтернативная запись:

Здесь квадратные скобки появляются после имени переменной. В разных языках программирования используются разные способы, и Java позволяет вам использовать тот вариант, к которому вы привыкли. Но большинство предпочитает первый вариант. Сами квадратные скобки своим видом напоминают коробки, поэтому вам будет просто запомнить.

Мы пока только объявили массив, но на самом деле его ещё не существует, так как не заполнен данными. Фактически значение массива равно null.

Определение массива

После объявления переменной массива, можно определить сам массив с помощью ключевого слова new с указанием типа и размера. Например, массив должен состоять из 10 целых чисел:

Можно одновременно объявить переменную и определить массив (в основном так и делают):

Если массив создаётся таким образом, то всем элементам массива автоматически присваиваются значения по умолчанию. Например, для числовых значений начальное значение будет 0. Для массива типа boolean начальное значение будет равно false, для массива типа char — ‘\u0000’, для массива типа класса (объекты) — null.

Последнее правило может запутать начинающего программиста, который забудет, что строка типа String является объектом. Если вы объявите массив из десяти символьных строк следующим образом:

То у вас появятся строки со значением null, а не пустые строки, как вы могли бы подумать. Если же вам действительно нужно создать десять пустых строк, то используйте, например, такой код:

Доступ к элементам массива

Обращение к элементу массива происходит по имени массива, за которым следует значение индекса элемента, заключённого в квадратные скобки. Например, на первый элемент нашего массива cats можно ссылаться как на cats[0], на пятый элемент как cats[4].

В качестве индекса можно использовать числа или выражения, которые создают положительное значение типа int. Поэтому при вычислении выражения с типом long, следует преобразовать результат в int, иначе получите ошибку. С типами short и byte проблем не будет, так как они полностью укладываются в диапазон int.

Инициализация массива

Не всегда нужно иметь значения по умолчанию. вы можете инициализировать массив собственными значениями, когда он объявляется, и определить количество элементов. Вслед за объявлением переменной массива добавьте знак равенства, за которым следует список значений элементов, помещенный в фигурные скобки. В этом случае ключевое слово new не используется:

Можно смешать два способа. Например, если требуется задать явно значения только для некоторых элементов массива, а остальные должные иметь значения по умолчанию.

Массивы часто используют в циклах. Допустим, 5 котов отчитались перед вами о количестве пойманных мышек. Как узнать среднее арифметическое значение:

Массив содержит специальное поле length, которое можно прочитать (но не изменить). Оно позволяет получить количество элементов в массиве. Данное свойство удобно тем, что вы не ошибётесь с размером массива. Последний элемент массива всегда mice[mice.length — 1]. Предыдущий пример можно переписать так:

Теперь длина массива вычисляется автоматически, и если вы создадите новый массив из шести котов, то в цикле ничего менять не придётся.

Если вам нужно изменять длину, то вместо массива следует использовать списочный массив ArrayList. Сами массивы неизменяемы.

Будьте осторожны с копированием массивов. Массив — это не числа, а специальный объект, который по особому хранится в памяти. Чтобы не загромождать вас умными словами, лучше покажу на примере.

Допустим, у нас есть одна переменная, затем мы создали вторую переменную и присвоили ей значение первой переменной. А затем проверим их.

Попробуем сделать подобное с массивом.

Мы скопировали первый массив в другую переменную и в ней поменяли третий элемент. А когда стали проверять значения у обоих массивов, то оказалось, что у первого массива тоже поменялось значение. Но мы же его не трогали! Магия. На самом деле нет, просто массив остался прежним и вторая переменная обращается к нему же, а не создаёт вторую копию. Помните об этом.

Если же вам реально нужна копия массива, то используйте метод Arrays.copyOf()

Если ваша программа выйдет за пределы индекса массива, то программа остановится с ошибкой времени исполнения ArrayOutOfBoundsException. Это очень частая ошибка у программистов, проверяйте свой код.

Практика

Хватит болтать. Давайте будем проверять все вышесказанное.

Напишем такой код:

Запустите приложение и убедитесь, что четвёртому элементу массива cats[3] присвоено значение 0. Проверьте таким образом все элементы массива. Далее присвойте шестому элементу значение 7 и проверьте снова результат.

Однако вернёмся к нашей картинке. У всех котов есть имена. Создадим массив из восьми строковых элементов и обратимся к одному из них:

Снова запускайте приложения и меняйте в последней строчке число, чтобы убедиться, что все работает.

Перебор значений массива

Массивы часто используются для перебора всех значений. Стандартный способ через цикл for

Нужно только помнить, что в этом случае мы не имеем доступа к индексу массива, что не всегда подходит для задач. Поэтому используется только для обычного перебора элементов.

Многомерные массивы

Для создания многомерных массивов используются дополнительные скобки:

Также массив может создаваться ключевым словом new:

Двумерный массив

Двумерный массив — это массив одномерных массивов. Если вам нужен двумерный массив, то используйте пару квадратных скобок:

Представляйте двумерный массив как таблицу, где первые скобки отвечают за ряды, а вторые — за колонки таблицы. Тогда пример выше представляет собой таблицу из четырёх рядов и трёх колонок.

Для двумерных массивов часто используются два цикла for, чтобы заполнить элементы данными слева направо и сверху вниз. Напишем такой код:

В данном примере мы сначала заполнили двухмерный массив данными, а затем снова прошлись по этому массиву для считывания данных.

Логическое представление данного двухмерного массива будет выглядеть следующим образом:

Первое число в скобках обозначают ряд (строку), а второе число — столбец. Принято считать, что в массиве new int[M][N] первый размер означает количество строк, а второй — количество столбцов.

На экране после запуска примера мы увидим следующее:

При резервировании памяти под многомерный массив необходимо указать память только для первого измерения. Для остальных измерений память можно выделить отдельно.

В данном примере особого смысла в этом нет.

Еще одна интересная особенность при создании массива связана с запятой. Посмотрите на пример.

Вроде в конце используется лишняя запятая, но её наличие не приведёт к ошибке (только одна запятая). Это бывает удобно, когда надо скопировать или вставить кусок массива в коде. Кстати, метод deepToString() класса Arrays очень удобен для вывода двухмерных массивов.

Чтобы совсем сбить вас с толку, приведу ещё один правильный пример.

Я уже упоминал, что квадратные скобки можно использовать двумя способами. Сначала мы поставили скобки у типа переменной, а потом у имени переменной. При этом мы использовали в качестве имени имя класса Integer. Однако, Java догадывается, что на этот раз используется не класс, а имя и разрешает такой синтаксис. Но лучше так не выпендриваться.

Размер имеет значение

Размер двумерного массива измеряется интересным способом. Длина массива определяется по его первой размерности, то есть вычисляется количество рядов.

А если мы хотим узнать количество столбцов в ряду? Тогда указываете ряд, а затем вычисляете у него количество столбцов.

Не забывайте, что в массивах ряды могут содержать разное количество столбцов.

Сложить два массива

Предположим, у вас есть два массива, и вам нужно их соединить и получить общий массив.

Вместо типа double вы можете использовать другие типы. Вот например, пример сложения двух строковых массивов:

Взять часть массива

Аналогично, если вам нужно взять только часть из большого массива, то воспользуйтесь методом:

Здесь вы также можете использовать другие типы вместо double. Вот пример использования:

Перемешать элементы массива

Бывает необходимость перемешать элементы массива в случайном порядке. В интернете нашёл готовый метод по алгоритму Fisher–Yates (прим.: Fisher — это рыбак, который ловит рыбу, например, кот)

Подводим итоги

Помните, что размер массива фиксируется и не может меняться на протяжении его жизненного цикла. Если вам нужно изменять, то используйте ArrayList, который способен автоматически выделять дополнительное пространство, выделяя новый блок памяти и перемещая в него ссылки из старого.

При выходе за границу массива происходит исключение RuntimeException, свидетельствующее об ошибке программиста.

Метод arraycopy() — Копирование массива

Стандартная библиотека Java содержит статический метод System.arraycopy(), который копирует массивы значительнее быстрее, чем при ручном копировании в цикле for.

В аргументах arraycopy() передаётся исходный массив, начальная позиция копирования в исходном массиве, приёмный массив, начальная позиция копирования в приёмном массиве и количество копируемых элементов. Любое нарушение границ массива приведёт к исключению.

Разработчик Avi Yehuda написал программу, которая вычисляет время на копирование с помощью цикла for и с помощью метода arraycopy() на примере с миллионом элементов. Ручное копирование у него заняло 182 мс, с помощью метода arraycopy() — 12 мс. Разница колоссальна.

Вернёт списочный массив из двух элементов: Мурзик и Мурка.

Класс Arrays

Класс java.util.Arrays предназначен для работы с массивами. Он содержит удобные методы для работы с целыми массивами:

• copyOf() − предназначен для копирования массива
• copyOfRange() − копирует часть массива
• toString() − позволяет получить все элементы в виде одной строки
• sort() — сортирует массив методом quick sort
• binarySearch() − ищет элемент методом бинарного поиска
• fill() − заполняет массив переданным значением (удобно использовать, если нам необходимо значение по умолчанию для массива)
• equals() − проверяет на идентичность массивы
• deepEquals() − проверяет на идентичность массивы массивов
• asList() − возвращает массив как коллекцию

Сортировка массива

Сортировка (упорядочение по значениям) массива a производится методами Arrays.sort(a) и Arrays.sort(a, index1, index2). Первый метод упорядочивает в порядке возрастания весь массив, второй — часть элементов (от индекса index1 до индекса index2). Имеются и более сложные методы сортировки. Элементы массива должны быть сравниваемы (поддерживать операцию сравнения).

Простой пример

Сортировка массива для ArrayAdapter

Массивы часто используются в адаптерах для заполнения данными компоненты Spinner, ListView и т.п.

Предположим, у вас есть массив строк и его нужно отсортировать перед отдачей массива адаптеру ArrayAdapter. Это позволит вывести строки в упорядоченном виде, например, в ListView:

У метода sort() есть перегруженные версии, где можно указать диапазон массива, в пределах которого следует произвести сортировку.

Копирование массивов

Метод Arrays.copyOf(оригинальный_массив, новая_длина) — возвращает массив-копию новой длины. Если новая длина меньше оригинальной, то массив усекается до этой длины, а если больше, то дополняется нулями.

Теперь первый массив останется без изменений, а со вторым массивом делайте что хотите. Смотрим на результат.

Можно создать увеличенную копию, когда копируются все значения из маленького массива, а оставшиеся места заполняются начальными значениями, например, нулями.

Метод Arrays.copyOfRange(оригинальный_массив, начальный_индекс, конечный_индекс) — также возвращает массив-копию новой длины, при этом копируется часть оригинального массива от начального индекса до конечного –1.

Метод Arrays.toString()

Если использовать вызов метода toString() непосредственно у массива, то получите что-то непонятное и нечитаемое.

Метод Arrays.toString(массив) возвращает строковое представление массива со строковым представлением элементов, заключённых в квадратные скобки. В примерах выше мы уже вызывали данный метод.

Метод deepToString() удобен для вывода многомерных массивов. Этот метод мы также уже использовали выше.

Метод Arrays.fill() — наполнение массива одинаковыми данными

Метод Arrays.fill() позволяет быстро заполнить массив одинаковыми значениями. У метода есть восемнадцать перегруженных версий для разных типов и объектов.

Метод fill() просто дублирует одно заданное значение в каждом элементе массива (в случае объектов копирует одну ссылку в каждый элемент):

Запустив код, вы увидите, что на экране по очереди выводятся значения:

Можно заполнить данными в нужном интервале за два прохода:

Сначала массив заполнится мяуканьем кота 4 раза, а потом на третью позицию попадает слово Гав!:

Как видите, метод заполняет весь массив, либо диапазон его элементов. Но получаемые одинаковые данные не слишком интересны для опытов, но пригодятся для быстрых экспериментов.

Метод equals() — сравнение массивов

Класс Arrays содержит метод equals() для проверки на равенство целых массивов. Чтобы два массива считались равными, они должны содержать одинаковое количество элементов, и каждый элемент должен быть эквивалентен соответствующему элементу другого массива.

Напишем код в своей учебной программе.

Мы создали два массива и заполнили их одинаковыми числами. При сравнении мы получим true. Добавим в код строчку кода, которая заменит один элемент во втором массиве:

Теперь при сравнении будет выдаваться false.

Задачи

Решите задачи. Ответы доступны зарегистрированным пользователям.

Имеется массив из четырёх чисел int[] numbers = <3, 9, 11, 15>;. Поменяйте местами первый и второй элемент массива. (Ответ)

Создайте массив из всех чётных чисел от 2 до 30 и выведите элементы массива на экран.

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 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.

Найти максимальное значение из массива

Задача: Имеется статистика, сколько мышей поймал кот Барсик за год по месяцам в виде массива:

Написать метод getMax(), который вычисляет максимальное значение из массива. Ну и метод getMin() для нахождения минимального значения.

Найти три наибольших числа из массива

Похожая задача — найти три наибольших числа из массива mice (предыдущая задача).

Перестановка элементов массива в обратном порядке

Задача: Имеется массив, нужно переставить элементы массива в обратном порядке.

Поместить нули в конец массива

Дан массив с числами 5, 4, 3, 0, 6, 0, 0, 5, 6, 0, 25, 0, 8, 7, 3, 0, 1, 1, 0, 6, 4. Переместить все нули в конец массива.

Поместить нули в начало массива

Дан массив с числами 5, 4, 3, 0, 6, 0, 0, 5, 6, 0, 25, 0, 8, 7, 3, 0, 1, 1, 0, 6, 4. Переместить все нули в начало массива.

Найти индекс числа из массива

Есть массив, нужно определить индекс числа, который входит в этот массив.