[Java知识库]数组的定义与使用详讲(Java)

看完这篇文章,估计数组这块你就没什么问题了,一定要认认真真看完哦!

一:数组的基本概念

1.什么是数组?
数组:可以看成是相同类型元素的一个集合.在内存中是一段连续的空间.
a.数组中存放元素的类型相同
b.数组的空间是连在一起的
c.每个空间有自己的编号,起始的位置编号(即下标)为0,末尾位置编号为数组长度-1
d.数组是一种引用类型

2.数组的创建和初始化

2.1 数组的创建

/*
T[] 数组名=new T[N];
T:表示数组中存放的数据类型
T[]:表示数组的类型
N:表示数组的长度
*/
int[] array1=new int[10];
float[] array2=new float[10];
double[] array3=new double[10];
String[] array4=new String[10];

2.2数组的初始化

/*
	数组的初始化主要分为 静态初始化 和 动态初始化
		a.动态初始化:在创建数组时,直接指定数组中元素的个数.
		  如果不确定数组当中内容时,建议使用动态初始化.
*/
	int[] array=new int[10];
/*
		b.静态初始化:在创建数组时不直接指定数组的元素个数,
			而直接将具体的数据类容进行指定.
		如果确定数组当中的内容,建议使用静态初始化
		注意:静态初始化虽然没有指定数组的长度，
			   但是编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。
		语法格式:T[] 数组名=new T[]{data1,data2,data3...datan};
		简化:T[] 数组名={data1,data2,data3...datan};
*/
	int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
	double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
	String[] array3 = new String[]{"hell", "Java", "!!!"}
	//代码简化,可以省略=右边的new int[]
	int[] array4 ={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
	double[] array5 ={1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
	String[] array6 ={"hell", "Java", "!!!"};
	
	/*创建数组的时候,也可以使用C语言的方式进行创建,但是不建议.
		原因:容易造成数组的类型的误解
		[]如果在类型之后,就表示数组类型,
		int[]结合在一块写意思更明确
*/
	int array7[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};

3.数组的使用

3.1数组中元素的访问.

数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从0开始的，依次递增，
该编号称为数组的下标，数组可以通过下标访问其任意位置的元素。

注意事项:
a. 数组是一段连续的内容空间，因此支持随机访问，即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素
b. 下标从0开始，介于[0, N）之间不包含N，N为元素个数，不能越界，否则会报出下标越界异常。

	int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
    System.out.println(array[0]);		//10
    System.out.println(array[1]);		//20
    System.out.println(array[2]);		//30
    System.out.println(array[3]);		//40
    System.out.println(array[4]);		//50
     也可以通过[]对数组中的元素进行修改
    array[0] = 100;
    System.out.println(array[0]);		//100
    //出错,下标时0~4,如果是5,会发生数组下标越界
    //System.out.println(array[5]);

3.2 遍历数组
所谓 遍历 是指将数组中的所有元素都访问一遍.
访问是指对数组中的元素进行某种操作.

//遍历数组,可以通过for循环,array.length时数组的长度
//在数组中,可以使用 数组对象(数组名).length来获取数组的长度.
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    	//注意此处不用println,不需要换行,只需要加个空格
         System.out.print(array[i]+" ");//100 20 30 30 50
    }

二:数组是引用类型

1.JVM的内存分布(暂时了解)

内存是一段连续的存储空间，主要用来存储程序运行时数据的。
a. 程序运行时代码需要加载到内存
b. 程序运行产生的中间数据要存放在内存
c. 程序中的常量也要保存
d. 有些数据可能需要长时间存储，而有些数据当方法运行结束后就要被销毁
因此,JVM也对所使用的内存按照功能的不同进行了划分

程序计数器 (PC Register): 只是一个很小的空间, 保存下一条执行的指令的地址
虚拟机栈(JVM Stack): 与方法调用相关的一些信息，每个方法在执行时，都会先创建一个栈帧，栈帧中包含有：局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址以及其他的一些信息，保存的都是与方法执行时相关的一些信息。比如：局部变量。当方法运行结束后，栈帧就被销毁了，即栈帧中保存的数据也被销毁了。
本地方法栈(Native Method Stack): 本地方法栈与虚拟机栈的作用类似. 只不过保存的内容是Native方法的局部变量. 在有些版本的 JVM 实现中(例如HotSpot), 本地方法栈和虚拟机栈是一起的.
堆(Heap): JVM所管理的最大内存区域. 使用 new 创建的对象都是在堆上保存 (例如前面的 new int[]{1, 2, 3} )，堆是随着程序开始运行时而创建，随着程序的退出而销毁，堆中的数据只要还有在使用，就不会被销毁。
方法区(Method Area): 用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据,方法编译出的的字节码就是保存在这个区域.
此处简单了解一下就行,如果你想要深入了解,可以去自学一波JVM.

2.基本类型变量与引用类型变量的区别.

基本数据类型创建的变量，称为基本变量，该变量空间中直接存放的是其所对应的值.
引用数据类型创建的变量，一般称为对象的引用，其空间中存储的是对象所在空间的地址.

public static void main(String[] args){
		int a=10;
		int b=20;
		int[] arr={1,2,3};
}

在上述代码里,a,b,arr都是方法内部的变量,因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配。
a、b是内置类型的变量，因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值。
array是数组类型的引用变量，其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。

从上图可以看到，引用变量并不直接存储对象本身，可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始地址。通过该地址，引用变量便可以去操作对象。有点类似C语言中的指针，但是Java中引用要比指针的操作更简单.
3.认识null

null 在 Java 中表示 “空引用” , 也就是一个不指向对象的引用.

int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);
// 执行结果
/*Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at
	Test.main(Test.java:6)*/

null 的作用类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操
作. 一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException
注意: Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联.

三:数组练习

1.数组转字符串.

import java.util.Arrays;
public static void main(String[] args) {
	//定义一个数组,并且初始化
	int[] array={10,20,30,40,50,60};
	String newArr = Arrays.toString(arr);
	System.out.println(newArr);//结果为:[10,20,30,40,50,60]
	//使用这个方法去打印数组 
	//开始要导java.util.Arrays包,其中包含了一些操作数组的常用方法.会比较方便
}

2.数组拷贝

import java.util.Arrays;
public static void main(String[] args){
	 // newArr和arr引用的是同一个数组
	 // 因此newArr修改空间中内容之后，arr也可以看到修改的结果
	 int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
	 int[] newArr = arr;
	 newArr[0] = 10;
	 //打印的结果为:newArr: [10, 2, 3, 4, 5, 6]
	 System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(arr));
	 
	 /* 
	 	使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝：
	 	copyOf方法在进行数组拷贝时，创建了一个新的数组
	    arr和newArr引用的不是同一个数组
*/
	 arr[0] = 1;
/*
	 Arrays.copyOf(array,newLength);
	 在copyOf当中,创建了一个新的数组,然后将src中,
	 newLength 个元素拷贝到新数组中.
*/
	 newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
	 //打印的结果为:newArr: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
	 System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
	 
	 
	 // 因为arr修改其引用数组中内容时，对newArr没有任何影响
	 arr[0] = 10;
	 //打印结果为:		arr: [10, 2, 3, 4, 5, 6]
	 //			   	    newArr: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
	 System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr));
	 System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
	 
	 
	 /* 
	 	拷贝某个范围.
	 	Arrays.copyOfRange(array,from,to);
	 		array是需要拷贝的数组,from是起始下标,to是结尾下标.
	 		from一定要比to小,否则就会抛出异常
	 */
	 int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4);
	 //打印的结果为:	newArr2: [3, 4]
	 System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2));
 }

int[ ] arr={1,2,3,4,5};
int[ ] newArr=arr;

3.数组的练习题
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3.1 Java基础练习题Array
3.2 冒泡排序