Java之数组的定义-编程学习网

public class TestStudent{public static void main(String[] args){    int score1 = 70;    int score2 = 80;    int score3 = 85;    int score4 = 60;    int score5 = 90;    System.out.println(score1);    System.out.println(score2);    System.out.println(score3);    System.out.println(score4);    System.out.println(score5);}}

上述代码没有任何问题，但不好的是：如果有20名同学成绩呢，需要创建20个变量吗？有100个学生的成绩那不得要创建100个变量。仔细观察这些学生成绩发现：所有成绩的类型都是相同的，那Java中存在可以存储相同类型多个数据的类型吗？这就是本节要将的数组。

1.2 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。比如现实中的车库：

数组的特点

数组中存放的元素其类型相同

数组的空间是连在一起的

每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标。

1.3 数组的创建及初始化

1.3.1 数组的创建

T[] 数组名 = new T[N];

T：表示数组中存放元素的类型

T[]：表示数组的类型

N：表示数组的长度

int[] array1 = new int[10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组double[] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组String[] array3 = new String[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组

1.3.2 数组的初始化

数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。

动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

int[] array = new int[10];

静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定

语法格式： T[] 数组名称 = {data1, data2, data3, ..., datan};

int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5};double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};String[] array3 = new String[]{"hell0", "world", "!!!"};

【注意事项】

静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。
静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。
静态初始化可以简写，省去后面的new T[]。

虽然省去了new T[], 但是编译器编译代码时还是会还原

int[] array1 = {0,1,2,3,4,5};//int[] array1 =new int[]{0,1,2,3,4,5};double[] array2 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};//double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};String[] array3 = {"hello", "world", "!!!"};//String[] array3 = new String[]{"hello", "world", "!!!"};

数组也可以按照如下C语言个数创建

该种定义方式不太友好，容易造成数组的类型就是int的误解

[]如果在类型之后，就表示数组类型，因此int[]结合在一块写意思更清晰

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

注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败

//正确形式int[] array1;array1 = new int[10];int[] array2;array2 = new int[]{10, 20, 30};//错误形式int[] array3;array3 = {1, 2, 3};

如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值

如果数组中存储元素类型为基类类型，默认值为基类类型对应的默认值

如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null

1.4 数组的使用

1.4.1 数组中元素访问

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。比如：

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};System.out.println(array[0]);System.out.println(array[1]);System.out.println(array[2]);System.out.println(array[3]);System.out.println(array[4]);// 也可以通过[]对数组中的元素进行修改array[0] = 100;System.out.println(array[0]);

【注意事项】

数组是一段连续的内存空间，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

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。

1.4.2 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，比如：打印。

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};System.out.println(array[0]);System.out.println(array[1]);System.out.println(array[2]);System.out.println(array[3]);System.out.println(array[4]);

上述代码可以起到对数组中元素遍历的目的，但问题是：

如果数组中增加了一个元素，就需要增加一条打印语句

如果输入中有100个元素，就需要写100个打印语句

如果现在要把打印修改为给数组中每个元素加1，修改起来非常麻烦。

通过观察代码可以发现，对数组中每个元素的操作都是相同的，则可以使用循环来进行打印。

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};for(int i = 0; i < 5; i++){System.out.println(array[i]);}

注意：在数组中可以通过数组对象.length 来获取数组的长度

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};for(int i = 0; i < array.length; i++){System.out.println(array[i]);}

也可以使用 for-each 遍历数组

int[] array = {1, 2, 3};for (int x : array) {System.out.println(x);}

for-each 是 for 循环的另外一种使用方式. 能够更方便的完成对数组的遍历. 可以避免循环条件和更新语句写错.

也可以用Arrays.toString()来遍历

Arrays.sort(array);String ret=Arrays.toString(array);System.out.print(ret+" ");System.out.println();

2.1 初始JVM的内存分布

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。比如：

程序运行时代码需要加载到内存

程序运行产生的中间数据要存放在内存

程序中的常量也要保存

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

2.2 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；

而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 func() {    int a = 10;    int b = 20;    int[] arr = new int[]{1,2,3};}

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。

2.3 再谈引用变量

等号左边这个引用指向了等号右边这个引用指向的对象
通过其中任何一个修改这个对象的值，另一个引用去访问的时候，也被改变

例1.

public static void main(String[] args) {    int[] arr1={1,2,3,4};    int[] arr2={11,22,33,44};//此时没有人引用这个对象了，就会被系统回收    arr1[0]=99;    arr2=arr1;    arr2[0]=100;    System.out.println(Arrays.toString(arr1));    System.out.println(Arrays.toString(arr2));}结果100 2 3 4

例2.

public static void func() {    int[] array1 = new int[3];    array1[0] = 10;    array1[1] = 20;    array1[2] = 30;    int[] array2 = new int[]{1,2,3,4,5};    array2[0] = 100;    array2[1] = 200;    array1 = array2;//array1这个引用指向了array2这个引用指向的对象    array1[2] = 300;//array1[2]=array2[2]=300    array1[3] = 400;//array1[3]=array2[3]=400    array2[4] = 500;//array1[4]=array2[4]=500    for (int i = 0; i < array2.length; i++) {    System.out.println(array2[i]);    }}结果100 200 300 400 500

2.4 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.NullPointerExceptionat 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.

3.1 保存数据

public static void main(String[] args) {    int[] array = {1, 2, 3};    for(int i = 0; i < array.length; ++i){        System.out.println(array[i] + " ");    }}

3.2 作为函数的参数

参数传基本数据类型

public static void main(String[] args) {    int num = 0;    func(num);只是改变形参的指向，没有改变实参的指向    System.out.println("num = " + num);}public static void func(int x) {    x = 10;    System.out.println("x = " + x);}// 执行结果x = 10num = 0

发现在func方法中修改形参 x 的值, 不影响实参的 num 值.

参数传数组类型(引用数据类型）

public static void main(String[] args) {    int[] arr = {1, 2, 3};    func(arr);    System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);}public static void func(int[] a) {    a[0] = 10;//传递的是引用，通过这个引用修改了原来的值    System.out.println("a[0] = " + a[0]);}// 执行结果a[0] = 10arr[0] = 10

发现在func方法内部修改数组的内容, 方法外部的数组内容也发生改变.

因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的。

public static void func1(int[] array){    array=new int[]{15,16,17};//只是改变形参的指向，没有改变实参的指向}public static void func2(int[] array){    array[0]=999;//传递的是引用，通过这个引用修改了原来的值}public static void main(String[] args) {    int[] array1={1,2,3,4};    //func1(array1);//999 2 3 4   func2(array1);//1 2 3 4    System.out.println(Arrays.toString(array1));}

总结: 所谓的 "引用" 本质上只是存了一个地址. Java 将数组设定成引用类型, 这样的话后续进行数组参数传参, 其实只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大).

当数组作为参数传递时，是值传递，只是测试的值是地址,两种情况：

形参修改指向 array=new int[10]; 只影响形参指向
形参修改指向对象的值 array[0]=9; 会影响到实参

3.3 作为函数的返回值

3.3.1获取斐波那契数列的前N项

public class TestArray {    //返回数组    public static int[] fib(int n){        if(n <= 0){            return null;        }        int[] array = new int[n];        array[0] = array[1] = 1;        for(int i = 2; i < n; ++i){            array[i] = array[i-1] + array[i-2];        }        return array;    }    public static void main(String[] args) {        int[] array = fib(10);        for (int i = 0; i < array.length; i++) {            System.out.println(array[i]);        }    }}

3.3.2返回数组，array指向tmpArr指向的对象

public static int[] func(){    int[]  tmpArr={10,11,12};//函数结束，tmpArr被回收    return tmpArr;}public static void main(String[] args) {    int[] array=func();//array指向tmpArr指向的对象    System.out.println(Arrays.toString(array));}

tmpArr指向{10,11,12}

函数结束，tmpArr被回收

array指向tmpArr指向的对象

3.3.3数组每个元素扩大二倍

public static int[] grow(int[] array){    for (int i = 0; i < array.length; i++) {        array[i]= array[i]*2;    }    return array;}public static void main(String[] args) {    int[] array1={1,2,3,4,5};    int[] ret=grow(array1);    System.out.println(Arrays.toString(array1));    System.out.println(Arrays.toString(ret));}

相当于在同一个对象修改

public static void grow2(int[] array){    for (int i = 0; i < array.length; i++) {        array[i]= array[i]*2;//相当于在同一个对象修改    }}public static void main(String[] args) {    int[] array1={1,2,3,4,5};    grow2(array1);    System.out.println(Arrays.toString(array1));//array1指向的对象被修改}

public static int[] grow3(int[] array){    int[]  tmpArray=new int[array.length];    for (int i = 0; i < array.length; i++) {        tmpArray[i]= array[i]*2;//改了tmpArray指向的对象    }    return tmpArray;//返回tmpArray指向的对象}public static void main(String[] args) {    int[] array1={1,2,3,4,5};    int[] ret=grow3(array1);    System.out.println(Arrays.toString(array1));//array1指向的对象没有改    System.out.println(Arrays.toString(ret));}

4.1 数组转字符串

代码示例

import java.util.Arraysint[] arr = {1,2,3,4,5,6};String newArr = Arrays.toString(arr);System.out.println(newArr);// 执行结果[1, 2, 3, 4, 5, 6]

使用这个方法后续打印数组就更方便一些.

Java 中提供了 java.util.Arrays 包, 其中包含了一些操作数组的常用方法.

public static String myToString(int[] array){    if(array==null){        return null;    }    String ret="[";    for (int i = 0; i < array.length; i++) {        ret+=array[i];        if(i!=array.length-1){            ret+=" ,";        }    }    ret=ret+"]";    return ret;}public static void main(String[] args) {    int[] array={1,2,3,4};    System.out.println(myToString(array));    System.out.println(myToString(null));}

4.2 数组拷贝

代码示例

普通方法

public static void main(String[] args) {     int[]  array={1,2,3,4};     int[] array2=new int[array.length];     for (int i = 0; i < array.length; i++) {         array2[i]=array[i];     }     System.out.println(Arrays.toString(array));     System.out.println(Arrays.toString(array2));

Arrays.copyOf(数组，新的长度)

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ret引用的不是同一个数组

public static void main(String[] args) {    int[] array={1,2,3,4};    //可以扩容，拷贝    int[] ret=Arrays.copyOf(array,array.length);    System.out.println(Arrays.toString(array));    System.out.println(Arrays.toString(ret));

System.arraycopy(被拷贝数组，被拷贝数组的位置，拷贝数组，拷贝数组的位置，拷贝长度）

public static void main(String[] args) {    int[] array={1,2,3,4};    int[] copy=new int[array.length];    //指定区间拷贝    System.arraycopy(array,1,copy,0,array.length-1);    System.out.println(Arrays.toString(array));    System.out.println(Arrays.toString(copy));

clone产生一个副本

public static void main(String[] args) {    int[] array1={1,2,3,4,5};    int[] array2=array1.clone();//克隆，就是产生一个副本    System.out.println(Arrays.toString(array1));    System.out.println(Arrays.toString(array2));    System.out.println("===============");    array2[0]=99;    System.out.println(Arrays.toString(array1));    System.out.println(Arrays.toString(array2));}

fill(局部/全部）填充

fill(数组，填充数字)；

fill(数组，开始位置，结束位置，填充数字）

public static void main(String[] args) {    int[] array3=new int[10];    //(局部/全部）填充    Arrays.fill(array3,1,3,-1);//[1,3)    System.out.println(Arrays.toString(array3));}

equals(数组，数组）,比较数组指向的内容

public static void main(String[] args) {    int[] array={1,2,3,4};    int[] array2={1,2,3,4};    System.out.println(Arrays.equals(array,array2));}

Arrays.copyOfRange(数组，开始位置，结束位置）

public static void main(String[] args) {    int[] array={1,2,3,4};    //范围拷贝    int[] ret=Arrays.copyOfRange(array,1,3);//[1,3)    System.out.println(Arrays.toString(array));    System.out.println(Arrays.toString(ret));    System.out.println("===============");    ret[0]=99;    System.out.println(Arrays.toString(array));    System.out.println(Arrays.toString(ret));}

4.3 求数组中元素的平均值

给定一个整型数组, 求平均值

代码示例

public static void main(String[] args) {        int[] arr = {1,2,3,4,5,6};        System.out.println(avg(arr));    }public static double avg(int[] arr) {    int sum = 0;    for (int x : arr) {        sum += x;    }    return (double)sum / (double)arr.length;}// 执行结果3.5

4.4 查找数组中指定元素(顺序查找)

给定一个数组, 再给定一个元素, 找出该元素在数组中的位置.

代码示例

public static int find(int[] array,int val){    for (int i = 0; i < array.length; i++) {        if(array[i]==val){            return i;        }    }    return -1;}public static void main(String[] args) {    int[] array1= {1,12,3,14};    int ret=find(array1,14);    System.out.println(ret);}// 执行结果3

4.5 查找数组中指定元素(二分查找)

针对有序数组, 可以使用更高效的二分查找.

啥叫有序数组?

有序分为 "升序" 和 "降序"

如 1 2 3 4 , 依次递增即为升序.

如 4 3 2 1 , 依次递减即为降序.

以升序数组为例, 二分查找的思路是先取中间位置的元素, 然后使用待查找元素与数组中间元素进行比较：

如果相等，即找到了返回该元素在数组中的下标
如果小于，以类似方式到数组左半侧查找
如果大于，以类似方式到数组右半侧查找

代码示例

public static int binarySearch(int[] arr,int key){    int left=0;    int right=arr.length-1;    while(left<=right){        int mid=left+(right-left)/2;        if(arr[mid]>key){            right=mid-1;        }else if(arr[mid]

 可以看到, 针对一个长度为 10000 个元素的数组查找, 二分查找只需要循环 14 次就能完成查找. 随着数组元素个数越多, 二分的优势就越大.
 4.6 数组排序(冒泡排序)
 给定一个数组, 让数组升序 (降序) 排序.
 算法思路
 假设排升序：
  将数组中相邻元素从前往后依次进行比较，如果前一个元素比后一个元素大，则交换，一趟下来后最大元素就在数组的末尾
  依次从上上述过程，直到数组中所有的元素都排列好
 代码示例
 public static void bubbleSort(int[] arr){    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {        for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {            if(arr[j]>arr[j+1]){                int tmp=arr[j];                arr[j]=arr[j+1];                arr[j+1]=tmp;            }        }    }}public static void main(String[] args) {    int[] arr={7,6,5,4,3,2,1};    bubbleSort(arr);    System.out.println(Arrays.toString(arr));}
 冒泡排序性能较低. Java 中内置了更高效的排序算法
 public static void main(String[] args) {int[] arr = {9, 5, 2, 7};Arrays.sort(arr);System.out.println(Arrays.toString(arr));}
 关于 Arrays.sort 的具体实现算法, 我们在后面的排序算法课上再详细介绍. 到时候我们会介绍很多种常见排序算法.
 4.7 数组逆序
 给定一个数组, 将里面的元素逆序排列.
 思路
 设定两个下标, 分别指向第一个元素和最后一个元素. 交换两个位置的元素.
 然后让前一个下标自增, 后一个下标自减, 循环继续即可.
 public static void swap(int[] arr,int i,int j){    int tmp=arr[i];    arr[i]=arr[j];    arr[j]=tmp;}public static void reverse(int[] arr){    int left=0;    int right=arr.length-1;    while(left
  二维数组本质上也就是一维数组, 只不过每个元素又是一个一维数组.
 基本语法
   数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] { 初始化数据 };
 
 5.1二维数组的创建和初始化
 public static void main(String[] args) {    int[][] array={{1,2,3},{4,5,6}};    int[][] array2=new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}};    int[][] array3=new int[2][3];}
 5.2二维数组的输出 
 public static void main(String[] args) {    int[][] array={{1,2,3},{4,5,6}};    System.out.println(Arrays.toString(array[0]));    System.out.println(Arrays.toString(array[1]));    System.out.println("==============");    for (int i = 0; i < 2; i++) {        for (int j = 0; j < 3; j++) {            System.out.print(array[i][j]+" ");        }        System.out.println();    }    System.out.println("==============");    for(int[] ret:array){        for(int x:ret){            System.out.print(x+" ");        }        System.out.println();    }    System.out.println("==============");    System.out.println(Arrays.deepToString(array));}
 5.3不规则二维数组
 public static void main(String[] args) {    //可以省略列    int[][] array=new int[2][];    *//*    array[0]=new int[]{11,22,33,44};    array[1]=new int[]{111,222,444,666,888};    for (int i = 0; i < array.length; i++) {        for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {            System.out.print(array[i][j]+" ");        }        System.out.println();    }}
   来源地址：https://blog.csdn.net/qq_53190275/article/details/127779786