Java 入门之数组

• 一. 数组定义和访问
  

1.1  容器概述
     案例分析:现在需要统计某公司员工的工资情况，例如计算平均工资、找到最高工资等。假设该公司有50名员工，用前面所学的知识，程序首先需要声明50个变量来分别记住每位员工的资，然后在进行操作，这样做会显得很麻烦，而且错误率也会很高。因此我们可以使用容器进行操作。将所有的数据全部存储到一个容器中，统一操作。
      容器概念
            容器： 是将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。

           生活中的容器： 水杯，衣柜，教室
1.2  数组概念
        数组概念： 数组就是存储数据长度固定的容器，保证多个数据的数据类型要一致。
1.3  数组的定义
方式一,格式：

数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

数组定义格式详解：
        数组存储的数据类型： 创建的数组容器可以存储什么数据类型。
        [] :  表示数组。
        数组名字：为定义的数组起个变量名，满足标识符规范，可以使用名字操作数组。
        new ：关键字，创建数组使用的关键字。
        数组存储的数据类型： 创建的数组容器可以存储什么数据类型。
        [ 长度]：数组的长度，表示数组容器中可以存储多少个元素。
注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。和水杯道理相同，买了一个 2升的水杯，总容量就是2升，不能多也不能少。
举例：定义可以存储3个整数的数组容器，代码如下：

int[] arr = new int[3];

方式二,格式：

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};

举例：定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

方式三,格式：

数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};

举例：定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器

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

1.4  数组的访问
          索引： 每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。
格式：

数组名[索引]

          数组的长度属性： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为： 数组名 .length ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为 数组名 .length-1 。

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};     3    //打印数组的属性，输出结果是5  
    System.out.println(arr.length);     5 }

        索引访问数组中的元素：
              数组名 [索引]=数值，为数组中的元素赋值
              变量 =数组名[索引]，获取出数组中的元素

public static void main(String[] args) {
     //定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5
     int[] arr = {1,2,3,4,5};
     //为0索引元素赋值为6
     arr[0] = 6;
     //获取数组0索引上的元素
     int i = arr[0];
     System.out.println(i);
     //直接输出数组0索引元素
     System.out.println(arr[0]);
}

• 二. 数组原理内存图
  

2.1  内存概述

       内存是计算机中的重要原件，临时存储区域，作用是运行程序。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。
Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。
2.2 Java 虚拟机的内存划分
         为了提高运算效率，就对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

JVM 的内存划分：

区域名称	作用
寄存器	给CPU使用，和我们开发无关。
本地方法栈	JVM在使用操作系统功能的时候使用，和我们开发无关。
方法区	存储可以运行的class文件。
堆内存	存储对象或者数组，new来创建的，都存储在堆内存。
方法栈	方法运行时使用的内存，比如main方法运行，进入方法栈中执行。

2.3  数组在内存中的存储
一个数组内存图

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];     3    System.out.println(arr);//[I@5f150435  
}

以上方法执行，输出的结果是[I@5f150435，这个是什么呢？是数组在内存中的地址。new出来的内容，都是在堆内存中存储的，而方法中的变量arr保存的是数组的地址。
输出arr[0]，就会输出arr保存的内存地址中数组中0索引上的元素

两个数组内存图

  public static void main(String[] args) {
     int[] arr = new int[3];
     int[] arr2 = new int[2];
     System.out.println(arr);
     System.out.println(arr2);
}

两个变量指向一个数组

public static void main(String[] args) {
     // 定义数组，存储3个元素
     int[] arr = new int[3];
     //数组索引进行赋值
     arr[0] = 5;
     arr[1] = 6;
     arr[2] = 7;
     //输出3个索引上的元素值
     System.out.println(arr[0]);
     System.out.println(arr[1]);
     System.out.println(arr[2]);
     //定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2
     int[] arr2 = arr;
     arr2[1] = 9;
     System.out.println(arr[1]);
}

三. 数组的常见操作
3.1  数组越界异常
         观察一下代码，运行后会出现什么结果。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = {1,2,3};
     System.out.println(arr[3]);
}

        创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是0，1，2，没有3索引，因此我们不能访问数组中不存在的索引，程序运行后，将会抛出  ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

3.2  数组空指针异常
         观察一下代码，运行后会出现什么结果。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = {1,2,3};
     arr = null;
     System.out.println(arr[0]);
｝

        arr = null 这行代码，意味着变量arr将不会在保存数组的内存地址，也就不允许再操作数组了，因此运行的时候会抛出 NullPointerException 空指针异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

空指针异常在内存图中的表现

3.3  数组遍历【重点】
   数组遍历： 就是将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
     System.out.println(arr[0]);
     System.out.println(arr[1]);
     System.out.println(arr[2]);
     System.out.println(arr[3]);
     System.out.println(arr[4]);
}

        以上代码是可以将数组中每个元素全部遍历出来，但是如果数组元素非常多，这种写法肯定不行，因此我们需要改造成循环的写法。数组的索引是 0 到 lenght -1 ，可以作为循环的条件出现。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
     for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
       System.out.println(arr[i]);
     }
}

3.4  数组获取最大值元素

        最大值获取： 从数组的所有元素中找出最大值。
         实现思路：
             定义变量，保存数组 0索引上的元素
             遍历数组，获取出数组中的每个元素
             将遍历到的元素和保存数组 0索引上值的变量进行比较
             如果数组元素的值大于了变量的值，变量记录住新的值
             数组循环遍历结束，变量保存的就是数组中的最大值

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = { 5, 15, 2000, 10000, 100, 4000 };
     //定义变量，保存数组中0索引的元素
     int max = arr[0];
     //遍历数组，取出每个元素
     for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
       //遍历到的元素和变量max比较
       //如果数组元素大于max
       if (arr[i] > max) {
         //max记录住大值
         max = arr[i];
       }
     }
     System.out.println("数组最大值是： " + max);
}

3.5  数组反转

        数组的反转：

            数组中的元素颠倒顺序，例如原始数组为1,2,3,4,5，反转后的数组为5,4,3,2,1
             实现思想： 数组最远端的元素互换位置。
             实现反转，就需要将数组最远端元素位置交换
             定义两个变量，保存数组的最小索引和最大索引
             两个索引上的元素交换位置
             最小索引 ++，最大索引--，再次交换位置
             最小索引超过了最大索引，数组反转操作结束

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
     /*
       循环中定义变量min=0最小索引
       max=arr.length‐1最大索引
       min++,max‐‐
       */
     for (int min = 0, max = arr.length ‐ 1; min <= max; min++, max‐‐) {
       //利用第三方变量完成数组中的元素交换
       int temp = arr[min];
       arr[min] = arr[max];
       arr[max] = temp;
     }
     // 反转后，遍历数组
     for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
       System.out.println(arr[i]);
     }
}

• 四. 数组作为方法参数和返回值
  

4.1  数组作为方法参数
       以前的方法中我们学习了方法的参数和返回值，但是使用的都是基本数据类型。那么作为引用类型的数组能否作为方法的参数进行传递呢，当然是可以的。数组作为方法参数传递，传递的参数是数组内存的地址。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 };
     //调用方法，传递数组
     printArray(arr);
}
/*
创建方法，方法接收数组类型的参数       8 进行数组的遍历       9 */
public static void printArray(int[] arr) {
     for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
       System.out.println(arr[i]);
     }
}

数组作为方法返回值
          数组作为方法的返回值，返回的是数组的内存地址

public static void main(String[] args) {
     //调用方法，接收数组的返回值
     //接收到的是数组的内存地址
     int[] arr = getArray();
     for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
       System.out.println(arr[i]);
     }
}
/*创建方法，返回值是数组类型      10 return返回数组的地址      11 */
public static int[] getArray() {
     int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 };
     //返回数组的地址，返回到调用者
     return arr;
}

4.3  方法的参数类型区别
      代码分析
     1. 分析下列程序代码，计算输出结果。

public static void main(String[] args) {
     int a = 1;
     int b = 2;
     System.out.println(a);
     System.out.println(b);
     change(a, b);
     System.out.println(a);
     System.out.println(b);
}

public static void change(int a, int b) {
     a = a + b;
     b = b + a;
}

    2.  分析下列程序代码，计算输出结果。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = {1,3,5};
     System.out.println(arr[0]);
     change(arr);
     System.out.println(arr[0]);
}
public static void change(int[] arr) {
    arr[0] = 200;     9 }

总结:方法的参数为基本类型时,传递的是数据值. 方法的参数为引用类型时,传递的是地址值.

归类: java学习