2018-12-12

数组(二)
一、 数组的应用
(一) 冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

1. 算法描述

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个；
2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，这样在最后的元素应该会是最大的数；
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
4. 重复步骤1~3，直到排序完成。

2. 动图演示
   https://images2017.cnblogs.com/blog/849589/201710/849589-20171015223238449-2146169197.gif
3. 分析过程
   int[] nums={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
   第一趟比较：8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 交换了9次
   第二趟比较：7 6 5 4 3 2 1 0 8 9 交换了8次
   第三趟比较：6 5 4 3 2 1 0 7 8 9 交换了7次
   第四趟比较：5 4 3 2 1 0 6 7 8 9 交换了6次
   第五趟比较：4 3 2 1 0 5 6 7 8 9 交换了5次
   第六趟比较：3 2 1 0 4 5 6 7 8 9 交换了4次
   第七趟比较：2 1 0 3 4 5 6 7 8 9 交换了3次
   第八趟比较：1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 交换了2次
   第九趟比较：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 交换了1次
4. 代码演示
   int[] nums = { 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 };
   for (int i = 0; i < nums.Length-1; i++) //比较的次数
   {
   for (int j = 0; j < nums.Length-1-i; j++) //交换的次数
   {
   int temp = nums[j];
   nums[j] = nums[j + 1];
   nums[j + 1] = temp;
   }
   }
   (二) 练习
5. 练习1
   需求
   定义一个大小为10的整型数组，用随机产生的数据为数组元素赋值，并将它们按从大到小的顺序排列
   参考代码

Random 类
Random类默认的无参构造函数可以根据当前系统时钟为种子,进行一系列算法得出要求范围内的伪随机数
Random rd = new Random()
rd.next(1,10)(生成1~10之间的随机数，不包括10)

6. 练习2
   需求

步骤：
1.定义数组存储价格，并利用循环输入。
2.定义变量min保存当前的最低价。

3. 将min和数组中的其余元素依次比较。

(三) 作业

1. 需求
   实现用户随机输入6个整数，按从大到小排列

2. 实现思路

1. 定义数组存放用户输入的数据
2. 使用冒泡排序算法
3. 循环输出交换后的数组

二、 二维数组
(一) 值类型和引用类型

1. 描述
   前面介绍的基本数据类型都是值类型，到目前为止，我们学过的引用类型只有字符串和数组，那么值类型和引用类型有什么区别呢？
   值类型的存储空间是分配在栈（stack）中，引用类型的存储空间是分配在堆（heap）中。数组属于引用类型，所以如下代码代表的意思是：
   int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 };
   数组的各个元素在中分配，并按顺序依次排列。而变量arr分配于栈上，它存放的是一个内存地址的指针，这个指针指向堆中数组元素的地址。
   也就是说，可以通过变量arr找到堆上的数组元素。

2. 演示
   下面通过例子来演示值类型和引用类型的区别
   代码
   /**
   * 值类型演示
   * */
   int num1 = 100;
   int num2 = num1;
   num1 = 50;
   Console.WriteLine("num1={0},num2={1}", num1, num2);

       /**
        * 引用类型的演示
        * */
       int[] arr1 = { 1, 3, 5, 7, 9 };
       int[] arr2 = arr1;
       arr1[0] = 500;
       Console.Write("arr1的值是");
       for (int i = 0; i < arr1.Length; i++)
       {
           Console.Write(arr1[i] + ",");
       }
       Console.Write("arr2的值是");
       for (int i = 0; i < arr2.Length; i++)
       {
           Console.Write(arr2[i] + ",");
       }
   

分析过程

(二) 二维数组

1. 概念
   二维组有两索引（索引号都是从0开始），其中一个表示行，一个表示列。从概念上讲，二维数组就像一个具有行和列的表格一样。

2. 定义和创建
   定义一个3行2列的数组
   int[,] arr = new int[3, 2];
   注：在声明或创建数组时，[]内的逗号数目加1即维度数加1

3. 初始化
   声明时初始化
   int[,] number = new int[3, 2] { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 } };
   省略数组大小初始化
   int[,] number = new int[, ] { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 } };
   省略new关键字初始化
   int[,] number = { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 } };

4. 使用数组
   获得元素
   二维数组元素的引用方式为
   数组名[下标表达式1,下标表达式2]
   注：下标都是从0开始
   获得第一行第2列元素的值
   Console.WriteLine(number[0, 1]);
   获得多维数组的长度
    Rank:返回数组的维数
    GetLength(0):返回数组第一维的长度
    GetLength(1):返回数组第二维的长度
    GetUpperBound(0):返回第一维的最大下标值
    GetUpperBound(1):返回第二维的最大下标值
   注：GetUpperBound(0)= GetLength(0)-1
   Console.WriteLine("数组的维数："+arr.Rank);
   Console.WriteLine("第1维数组的长度" + arr.GetLength(0));
   Console.WriteLine("第1维数组的最大下标" + arr.GetUpperBound(0));
   遍历二维数组
   使用双重for循环
   for (int i = 0; i < arr.GetLength(0); i++)
   {
   for (int j = 0; j < arr.GetLength(1); j++)
   {
   Console.Write("arr[{0},{1}]={2}\t", i, j, arr[i, j]);
   }
   Console.WriteLine();
   }
   使用foreach循环
   foreach (var item in number)
   {
   Console.Write(item + " ");
   }
   三、 动态数组
   (一) 概念
   所谓动态数组是指在程序运行时可以动态改变数组长度。前面所介绍的数组，相对应的被称为静态数组，即定义数组后，就无法更改数组长度。
   在C#中，如果需要使用动态数组，可以使用ArrayList，不过需要在程序开头添加一个引用
   using System.Collections
   注：动态数组只能是一维的。
   (二) ArrayList的声明与创建
   有二种方式：创建时声明一个初始长度，或不声明初始长度
   ArrayList list = new ArrayList();

       ArrayList list2 = new ArrayList(10);//初始长度为10
   

注意：
初始长度仅仅是系统给数组开辟了一个空间，并没有实际使用，所以在未使用的状态下，其长度还是为0;
ArrayList的长度即元素的个数用count属性来表示
Console.WriteLine(list2.Count); //返回结果是list2中的元素个数
(三) ArrayList的操作

1. 赋值:顺序添加
   通过Add()方法，给ArrayList添加一个元素
   ArrayList arrayList = new ArrayList(10);//初始长度为10
   arrayList.Add(100); //向第一个元素赋值
   arrayList.Add(200);//向第二个元素赋值
2. 赋值：插入到指定的位置
   insert(下标，元素值)：下标从0开始，
   下标不能超过原有数组的长度
   arrayList.Insert(1, 400); //400插入到下标为1的位置上，原先下标为1的元素值被”挤“到后面一个位置上，依次类推
3. 删除元素：删除指定值的元素
   remove():删除第一个与指明匹配的元素
   ArrayList mylist = new ArrayList(5);
   mylist.Add(200);
   mylist.Add(100);
   mylist.Add(200);
   mylist.Add(300);
   mylist.Add(100);
   foreach (var item in mylist)
   {
   Console.Write(item + " ");
   }
   mylist.Remove(100);
   Console.Write("\n");
   foreach (var item in mylist)
   {
   Console.Write(item + " ");
   }
   removeAt():删除指定下标的元素
   mylist.Remove(1);//删除下标为1的元素
   removeRange()方法用于删除一定范围的元素
   remove(int index,int count)
   index:表示从第几个开始删除（从0开始计算），
   count:表示要删除的个数
   mylist.RemoveRange(1, 3);//表示从下标为1的元素开始，删除3个元素
   四、 作业
   (一) 问题描述
   有一组学员的成绩{99，85，82，63， 60}，将它们按升序排列。要增加一个学员的成绩，将它插入成绩序列，并保持升序。