java学习之路-数组定义与使用

news/2024/6/15 15:49:50/文章来源:https://blog.csdn.net/monkey108/article/details/136780340

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1.什么是数组

2.数组的创建及其初始化

2.1数组的创建

2.2数组的初始化

3.数组的使用

3.1数组元素访问

 3.2遍历数组

 4.数组是引用类型

4.1jvm的内存分布

4.2基本类型变量与引用类型变量的区别

4.3引用变量详解

4.4 null

 5.数组的使用场景

5.1存储数据

5.2作为函数的参数

5.3作为函数的返回值

6.数组的练习

6.1数组转字符串

6.2数组的拷贝

6.3查找数组中指定元素(二分查找)

 7.二维数组

7.1二维数组的创建

7.2二维数组的遍历


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。

在java中,包含6个整形类型元素的数组

1. 数组中存放的元素其类型相同

2. 数组的空间是连在一起的

3. 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。

2.数组的创建及其初始化

2.1数组的创建

T[] 数组名 = new T[N];
T:表示数组中存放元素的类型
T[]:表示数组的类型
N:表示数组的长度

三种创建方式

int[] array1 = new int[10];       
// 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
int[] array2 = {1,2,3};//直接初始化
int[] array3 = new int[]{1,2,3};

2.2数组的初始化

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

 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", "!!!"};

【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[]。

推荐下面这个传初始化方式

int[] array1;array1 = new int[10];int[] array2;array2 = new int[]{10, 20, 30};

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引用类型,默认值为null.

3.数组的使用

3.1数组元素访问

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。

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]);

1. 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

2. 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。

 3.2遍历数组

"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

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

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。

 4.数组是引用类型

4.1jvm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。

1. 程序运行时代码需要加载到内存
2. 程序运行产生的中间数据要存放在内存
3. 程序中的常量也要保存
4. 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

上图是JVM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

4.2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;
//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。int[] arr = new int[]{1,2,3};
//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。}

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。

4.3引用变量详解

栗子

 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[2] = 300;array1[3] = 400;array2[4] = 500;for (int i = 0; i < array2.length; i++) {System.out.println(array2[i]);}}

4.4 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

 5.数组的使用场景

5.1存储数据

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

5.2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);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

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;System.out.println("a[0] = " + a[0]);}// 执行结果
a[0] = 10arr[0] = 10

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。

5.3作为函数的返回值

获取斐波那契数列的前N项

public class TestArray {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]);}}}

6.数组的练习

6.1数组转字符串

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]

6.2数组的拷贝

    //数组拷贝public static void Copy(){int[] arr3 = {5,6,1,4,5};//第一种直接遍历数组赋值拷贝/*int[] tem = new int[arr3.length];for (int i = 0 ;i < arr3.length ; i ++){tem[i] = arr3[i];}System.out.println(Arrays.toString(tem));*///第二种使用Arrays使用/*int[] copy2 = Arrays.copyOf(arr3,arr3.length);//参数是要拷贝的数组,拷贝的长度System.out.println(Arrays.toString(copy2));*//*int[] copy3 = Arrays.copyOfRange(arr3,0,3);//指定范围拷贝[0,3)System.out.println(Arrays.toString(copy3));*/int[] copy4 = new int[arr3.length];//还能指定下标位置,然后设置拷贝范围System.arraycopy(arr3,1,copy4,1,arr3.length-1);System.out.println(Arrays.toString(copy4));}

6.3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.

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

 public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,2,3,4,5,6};System.out.println(binarySearch(arr, 6));}public static int binarySearch(int[] arr, int toFind) {int left = 0; int right = arr.length - 1;while (left <= right) {int mid = (left + right) / 2;if (toFind < arr[mid]) {// 去左侧区间找right = mid - 1;} else if (toFind > arr[mid]) {// 去右侧区间找left = mid + 1;} else {// 相等, 说明找到了return mid;}}// 循环结束, 说明没找到return -1;}

 7.二维数组

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

7.1二维数组的创建

//二维数组的定义,首先要明白,二维数组是特殊的一维数组int[][] arr = {{12,2,3},{2,2,3}} ;int[][] arr2 = new int[][]{{12,2,3},{2,2,3}};//int[][] arr3 = new int[2][3]{{12,2,3},{2,2,3}};//这样写是报错的,因为如果你赋值了,            //java会识别数组的大小的int[][] arr3 = new int[2][3];int[][] arr4 = new int[2][];//不规则二维数组,就是列是可以不同的

二维数组是特殊的一维数组

        System.out.println(arr.length);System.out.println(arr[0].length);System.out.println(arr[1].length);

7.2二维数组的遍历

        //遍历二维数组for (int i = 0 ; i < arr.length; i ++){//arr.lenth代表着中国二位数组的大小行数for (int j = 0; j < arr[i].length ; j ++){//arr[i].lenth代表着数组每行有几列。System.out.print(arr[i][j] + " ");}System.out.println();}//用加强版for来打印二维数组for (int[] tmp : arr){for(int x : tmp){System.out.print(x + " ");}System.out.println();}
        //简单粗暴的打印二维数组System.out.println(Arrays.deepToString(arr));
        //处理一下不规则二维数组arr4[0] = new int[]{1,2};arr4[1] = new int[]{1,2,3};System.out.println(Arrays.deepToString(arr4));int arr6[] = {1, 2, 3};System.out.println(Arrays.toString(arr6));

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