【教学课件】第4章数组与字符串.ppt

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1、第4章 数组与字符串,学习目标 本章要点上机练习 习 题,学习目标,数组与字符串是Java语言中非常重要且功能强大的对象，其作用渗透到程序设计的各个方面，是读者继续深入学习必不可少的基本知识。本章主要介绍了数组的概念，以及数组函数和向量类，讲解了数组和向量类的使用，还介绍了字符串String类和StringBuffer类，通过示例详细讲解了字符串的常用方法。让读者熟练掌握数组和字符串的特点与使用方法。,本章要点,一维数组和多维数组的概念数组的声明、创建和初始化数组函数的使用String类和StringBuffer类字符串字符串的常用方法,数 组,数组作为一种符合数据类型广泛应用于数据运算和图形

2、程序设计中。一维数组与多维数组 数组函数的使用 向量类 应用举例数组与向量类的使用,一维数组与多维数组,数组有一维和多维两种形式，下面将详细介绍两种数组的使用方法。一维数组的声明 一维数组的创建 数组的初始化 多维数组,一维数组的声明,数组是具有相同类型的元素按照顺序组成的一种复合数据类型。通过一个整数下标，可以访问其中的每一个值，下标从0开始排序，如果一个数组的长度为4，那么各元素序号为0、1、2和3。但是在Java中定义数组时候，不允许直接指定数组的大小。,一维数组的声明,根据这个定义，可以得出数组的特点：数组的所有元素是同一类型，各个元素是有顺序的，每个元素通过数组名和数组下标来表示。一

3、维数组的声明格式为：Type arrayName;或者 type arrayName;,一维数组的声明,其中，type为该数组的数据类型，可以声明任何类型的数组简单类型或类类型。ArrayName为数组名。,一维数组的声明,上述这种将方括号置于变量名之后可以声明数组的格式，是用于C、C+和Java编程语言的标准格式。有些观点认为这种格式会使声明的格式复杂难懂，因而，Java编程语言允许一种替代的格式，该格式中的方括号位于变量名的左边。,一维数组的声明,这样的结果可以认为类型部分在左，而变量名在右，上述两种格式并存，可以选择任何一种作为习惯的方式。当数组声明的方括号在左边时，该方括号可应用于所有

4、位于其右的变量。,一维数组的创建,Java中所有数据类型都在定义时自动为其分配内存空间，但数组必须在声明后再经过创建数组这一步骤才能使用。创建数组是指在声明数组之后为数组分配内存空间，同时对数组元素进行初始化。创建数组有两种方式：,一维数组的创建,1）使用关键字new创建数组使用关键字new来为一个已经声明的数组分配实际的内存空间。其格式如下：arrayName=new typearraySize;这里，arraySize是指明数组的实际长度。,一维数组的创建,char array1=new char 20;这条语句相当于以下两条语句char array1;array1=new char 20

5、;而对于类类型数组的创建要多理解,一维数组的创建,2）直接指定初始值的方式创建数组除使用关键字new创建数组以外，还可以以赋值的形式创建数组。,一维数组的创建,其格式如下：int I=1,2,3,4,5;这条语句定义了一个包含5个元素的整型数组，同时又指定了元素的初始值，并为其创建了5个元素的存储区。,一维数组的创建,【例4-1】一维数组的声明和创建（光盘：源文件第4章例4-1.txt）。,数组的初始化,数组初始化是保证系统安全的基础，变量绝不能在未初始化的状态下使用。当创建一个数组时，即为数组分配了内存空间，每个元素都被初始化，数值类型的数组元素被自动初始化为0，布尔类型的数组元素被自动初始

6、化为false，引用类型的数组元素被自动初始化为null。,数组的初始化,对数组的初始化也可以在定义数组的同时进行。另一方面，数组元素的范围也是非常重要的，用来指示单个数组元素的下标必须总是从0开始，且保持在合法范围之内大于或等于0，且小于数组长度。任何访问在上述界限之外的数组元素的行为都会引起运行时出错。,数组的初始化,【例4-2】用冒泡排序法将数组中的元素按从小到大的顺序排列（光盘：源文件第4章例4-2.txt）。冒泡排序法将数组中两个相邻的元素进行比较，并总是将小的元素交换到前面。,例4-2运行结果,多维数组,Java并不直接支持多维数组，所以多维数组的声明是通过对一维数组的嵌套来完成的

7、，即使用“数组的数组”的方式来声明多维数组。这里我们首先来看二维数组。,多维数组,1）二维数组一个二维数组的声明格式为：type arrayName;其中，type可以是最低一维数组的类型，arrayName是数组名，最右边的方括号代表最低一维。,多维数组,与一维数组一样，多维数组对数组元素没有分配任何的空间，在声明后，必须使用关键字new来为其分配内存空间，然后才能访问里面的元素。多维数组有以下方法来分配空间。,多维数组,直接分配每一维的空间。必须从最高维开始，由高到低，分别为每一维分配内存空间。2）多维数组Java采用“数组的数组”声明多维数组，使处理多维数组更灵活。多维数组可以不是矩形,

8、多维数组,显然，这种多维数组是“不整齐”的，所以在声明和创建多维数组时候，不一定要指定每一维的元素个数。上述数组yanghui的高维各元素由于包含不同个数的低维元素，所以右边的方括号中实际无法确定某个数值。,多维数组,因此，在多维数组的声明和创建时候，数组最前面的一维或多维必须指定元素的个数，后面的方括号中可以不指定元素个数。以下写法是允许的：int arrayDim=new int3,多维数组,但以下语句是错误的：int arrayDim=new int3int arrayDim=new int2int arrayDim=new int,多维数组,【例4-3】二维数组的使用矩阵相乘（光盘：源

9、文件第4章例4-3.txt）。矩阵A（m，n）和B（n，1）相乘得到矩阵C（m，1），矩阵C的每个元素为Cij=aik*bkj(i=1,2,.,m，j=1,2.,n),例4-3运行结果,数组函数的使用,在系统中很多关于数组的函数可以直接调用，下面将介绍几种常用的数组函数。数组复制System.arraycopy()数组排序Arrays.sort(),数组复制System.arraycopy(),Java语言在System类中提供了一种特殊的方法复制数组，该方法被称作arraycopy()。数组复制的基本格式为：public static void arraycopy(Object src,in

10、t srcPos,Object dest,int destPos,int length),数组复制System.arraycopy(),【例4-4】数组的复制，将数组a1的前4个元素赋给数组b1（光盘：源文件第4章例4-4.txt）。,数组排序Arrays.sort(),ArraysSort()将数组中的元素按从小到大的顺序排列，结果仍然放在源数组中。【例4-5】将数组a1按升序排列，并显示排序结果（光盘：源文件第4章例4-5.txt）。,类“test4_5”运行结果,向量类,向量类Vector是Java.util包提供的一个工具类，它是允许不同类型元素共存的变长数组，具有比数组更强大的功能。

11、每个向量类的对象都可以表达一个完整的数据系列，同时，向量类还封装了许多有用的方法来操作和处理这些数据。向量类对象所表达的序列元素的个数是可变的，可以使用向量类实现变长数组。,向量类,向量类可为工作的各种元素类型的动态数组提供方法，如类继承关系。,向量类,向量类的构造函数 向量类的变量 向量类的基本方法,向量类的构造函数,向量类有如下3种构造函数。public Vector()：构造一个空向量。public Vector(int initialCapacity)：构造一个具有存储容量的空向量。public Vector(int initialCapacity,int capacityInctrm

12、ent)：构造具有存储容量和增加量的空向量。,向量类的变量,向量类包含如下3种变量。protected int capacityIncrement：增加量，如为0，则每次需要增加时，缓冲区的大小成倍。,向量类的变量,protected int elementCount：缓冲区中元素的数量。rotected Object elementData：元素被贮存的缓冲区。,向量类的基本方法,下面是向量类中的一些方法，可以参照Java API查看该方法的描述。public final int size()：返回向量中元素的数量。public final boolean contains(Object e

13、lem)：如果指定对象是收集的值，返回真。,向量类的基本方法,public final int indexOf(Object elem)：从起始位置搜索指定的对象，然后将一个索引返回到其中（或，如果元素未找到为-1）。public finalsynchronized Object elementAt(int index)：在指定的索引中返回元素。,向量类的基本方法,public final synchronized void setElementAt(int index)：在指定索引中以指定对象替代指定元素。public final synchronized void removeElemen

14、tAt(int index)：删除指定索引中的元素。,向量类的基本方法,public final synchronized void addElement(Object obj)：附加指定对象作为向量的最后元素。public final synchronized void insertElementAt(Object obj,int index)：插入指定对象作为指定索引中的一个元素，上移具有同等或更大索引的所有元素。,应用举例数组与向量类的使用,【例4-6】Vector类的使用（光盘：源文件第4章应用举例MyVector.txt）。,字 符 串,Java语言将字符串作为对象来处理，字符串及相

15、关操作都被封装在Java.lang包中的String类和StringBuffer类之中。String类 StringBuffer类 字符串的常用方法 应用举例字符串操作的综合应用,String类,String类用于比较两个字符串、查找串中的字符及子串、字符串与其他类型的转换，String类对象的内容初始化后不能改变。String类构造函数 字符串的创建,String类构造函数,String类有许多构造函数，下面将介绍主要的5个。public String(String value)：生成一个空串。public String(char value)：生成一个字符数组。,String类构造函数,p

16、ublic String(char value,int startIndex,int numChars)：生成一个字符串，这个字符串从字符数组value中提取，即从value数组的startIndex位置开始提取字符，共提取numChars个字符组成一个字符串。,String类构造函数,public String(byte ascii,int hiByte)：以字节数组形式生成一个字符串，数组中存放字符串中各字符对应的ASCII码。,String类构造函数,public String(byte ascii,int hiByte,int startIndex,int numChars)：以字节数

17、组形式生成一个字符串，这个字符串从字节数组ascii的startIndex位置开始提取字符，共提取numChars个字符组成一个字符串。,字符串的创建,String类不能派生子类，也就是说String类不能被其他类继承，另外，即使程序中不使用new关键字，Java编译器也能从String类生成一个对象。String s=”Hello world!”;,字符串的创建,该语句中没有使用new关键字，但是仍然生成了一个字符串对象s。这也是String类的特点。在Java语言中，可以隐式或显式地创建字符串对象。,字符串的创建,1）隐式地创建字符串对象对于隐式地创建字符串对象，可以使用双引号来设置一个S

18、tring语句，Java将自动创建字符串对象。,字符串的创建,2）显式地创建字符串对象3）使用已创建的字符串创建另一个字符串4）由字符数组创建一个字符串对象5）提取字符数组的部分字符创建一个字符串对象,StringBuffer类,StringBuffer类用于内容可以改变的字符串，可将其他类型的数据增加、插入到字符串中，也可翻转字符串的内容。通过类StringBuffer的构造方法可生成可变的字符串对象。格式如下：,StringBuffer类,Sing strObj=new StringBuffer();String strObj=new StringBuffer(int num);Strin

19、g strObj=new StringBuffer(String str);参数num为字符串缓冲区的初始长度，参数str给出字符串的初始值。,字符串的常用方法,下面分别对字符串的常用方法进行介绍。Length方法 Equals方法 equalslgnorCase方法 toUpperCase和toLowerCase方法,字符串的常用方法,Replace方法Contact方法 compareTo和compareTolgnoreCase方法 Substring方法 public int indexOf方法,Length方法,使用String类中的length()方法可以获取一个字符串的长度。,Eq

20、uals方法,字符串对象调用String类中的public Boolean equals(String s)方法，比较当前字符串对象的实体是否与参数指定的字符串s的实体相同。,equalslgnorCase方法,比较当前字符串对象与参数指定的字符串是否相同，比较时可以忽略大小写。,toUpperCase和toLowerCase方法,将字符串中的字母全部转化为大写、小写字母。toUpperCase()可将参数中的字母全部转化为大写，toLowerCase()可将参数中的字母全部转化为小写。,Replace方法,Replace可将给定字符串中出现的所有特定字符oldChar替换成指定字符newCh

21、ar，形成新的字符串。,Contact方法,contact(String otherStr)可将当前字符串和给定字符串otherStr字符串连接起来，形成新的字符串。,compareTo和compareTolgnoreCase方法,字符串对象可以使用String类中的public compareTo(String s)方法按字典顺序与参数s指定的字符串比较大小。如果当前字符串与s相同，该方法返回0；如果当前字符串对象大于s，该方法返回正值；如果小于s，该方法返回负值。,compareTo和compareTolgnoreCase方法,按字典顺序比较两个字符串还可以使用public compare

22、TolgnoreCase(String s)方法，该方法可以忽略大小写。,Substring方法,substring(int beginIndex)可从开始位置beginIndex开始一直取值到最后一个字符，形成新的字符串。subString(int beginIndex,int endIndex)从开始位置beginIndex开始一直取到结束位置endIndex的字符，形成新的字符串。,public int indexOf方法,要搜索指定字符串出现的位置，通常有以下几种方法。public int indexOf(String s)：字符串调用该方法从当前字符串的头开始检索字符串s，并返回首次

23、出现s的位置。如果没有检索到字符串s，该方法返回值为-1。,public int indexOf方法,public int indexOf(String s,int starpoint)：字符串调用该方法从当前字符串的starpoint处开始检索字符串s，并返回首次出现s的位置。如果没有检索到字符串s，该方法返回值为-1。,public int indexOf方法,public int lastIndexOf(String s)：字符串调用该方法从当前字符串的头开始检索字符串s，并返回最后出现s的位置。如果没有检索到字符串s，该方法返回值为-1。,public int indexOf方法,pu

24、blic int lastIndexOf(String s,int starpoint)：字符串调用该方法从当前字符串的starpoint处开始检索字符串s，并返回最后出现s的位置。如果没有检索到字符串s，该方法返回值为-1。,应用举例字符串操作的综合应用,本节应用实例将通过两个小实例来巩固字符串的综合应用方法。compareTo的使用 toUpperCase和toLowerCase的使用,compareTo的使用,下面练习字符串方法compareTo的使用（光盘：源文件第4章应用举例compareTo1.txt）。,toUpperCase和toLowerCase的使用,下面将练习字符串方法t

25、oUpperCase、toLowerCase的使用，（光盘：源文件第4章应用举例charactor1.txt）。,上 机 练 习,本节上机练习将通过数组的定义和使用，创建向量类两个练习，巩固本章所学的知识点。数组的定义和使用 创建向量类,数组的定义和使用,本次练习熟悉数组的定义和使用，将12个二进制数放入数组中，并通过数组对它们进行位运算的操作，并将结果逐行显示出来（光盘：源文件第4章上机练习1.txt）。,类“Test_shuzu”运行结果,创建向量类,本次练习将通过创建一个向量类的实例展示了数组与向量类的使用（光盘：源文件第4章上机练习2.txt）。,习 题,（1）自行设计一个向量的例子，并编程实现它。（2）编程计算从5到10的平方值，并将结果存入一个数组中。（3）设定一个含有大小写字母的字符串，先将所有的大写字母输出，再将所有小写字母输出。,习 题,（4）设置m=“HelloJava”，请写出下列方法的值。m.length()m.contact(“mickle”)m.substring(2,5);m.replace(J,a);（5）设定10个字符串，打印出以字母“b”开头的字符串。,