1. 数组概述
- 数组的概念：
- 数组(array)，就是多个相同类型的数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，然后用编号区分这些数据。
- 数组就是一个数据容器。
- 相关概念：
- 数组名
- 下标（或脚标、索引）(index)
- 元素(element)
- 数组的长度(length)
- 数组的特点：
- 数组的长度一旦确定就不能修改（重要）
- 存储的元素为相同的数据类型，可以是基本数据类型或引用数据类型
- 有索引，创建数组时会在内存中开辟一整块连续的空间。
- 存取元素的速度快，因为可以通过[下标]，直接定位到任意一个元素。
2 数组的声明与初始化
数组在使用之前需要先进行声明并初始化
2.1 数组的声明
数组的声明，即声明一个数组类型的变量。
//推荐 元素的数据类型[] 数组的名称; int[] age; //不推荐 元素的数据类型 数组名[]; int age[];
2.2 数组的初始化
数组使用之前需要先初始化，什么是数组初始化？就是给数组分配内存空间，并给元素赋值。
数组有两种初始化方式：
- 方式一：静态初始化
定义数组的同时为数组分配内存空间，并赋值。程序员只给定数组元素的初始值，不指定数组长度，由系统决定数组的长度
- 格式：
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...}; 或 数据类型[] 数组名; 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...}; 简化方式： 数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};//必须在一个语句中完成，不能分开两个语句写
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};//正确 int[] arr; arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确 int[] arr = new int[5]{1,2,3,4,5};//错误的，后面有{}指定元素列表，就不需要在[长度]指定长度。 //简化方式： int[] arr = {1,2,3,4,5};//正确 int[] arr; arr = {1,2,3,4,5};//错误
- 方式二：动态初始化
程序员只给定数组的长度，后期再给给元素赋值（实际系统会先给出元素的默认值）
- 格式：
数据类型[] 数组名字 = new 数据类型[长度]; 或 数据类型[] 数组名字; 数组名字 = new 数据类型[长度];
格式详解：
- 数据类型： 指定创建的数组容器可以存储什么数据类型的数据。
- [] : 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，理解为开辟内存空间。因为数组本身是引用数据类型，所以要用new创建数组对象。
- [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5个整数的数组容器，代码如下：
int[] arr = new int[5]; int[] arr; arr = new int[5];
3 数组元素的访问
- 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。
- 索引范围：[0, 数组的长度-1]
- 格式：
数组名[索引]
- 访问数组元素：
- 数组名[索引]，表示指定索引位置的元素
- 数组名[索引]=值，表示为数组中指定索引位置的元素赋值
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]); }
4 数组的遍历
- 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。
- 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 = {11, 22, 33, 44, 55}; //打印输出数组的长度 System.out.println("数组长度："+arr.length);//5 //数组遍历（正序）： System.out.println("数组遍历："); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.println(arr[i]); } //数组遍历（逆序）： System.out.println("数组逆序遍历："); for (int i = arr.length-1; i >=0 ; i--) { System.out.println(arr[i]); } }
5 数组元素的默认值
当我们使用动态初始化创建数组时：
数据类型[] 数组名字 = new 数据类型[长度];
此时只确定了数组的长度，那么数组的元素是什么值呢？
数组的元素有默认值：
6 数组内存图
6.1 内存概述
内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来。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。
6.2 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。
| 区域名称 | 作用 |
| 程序计数器 | 程序计数器是CPU中的寄存器，它包含每一个线程下一条要执行的指令的地址 |
| 本地方法栈 | 当程序中调用了native的本地方法时，本地方法执行期间的内存区域 |
| 方法区 | 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。 |
| 堆内存 | 存储对象（包括数组对象），new来创建的，都存储在堆内存。 |
| 虚拟机栈 | 用于存储正在执行的每个Java方法的局部变量表等。 局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型、对象引用，方法执行完，自动释放。 |
6.3 数组内存图分析
（1）一个数组内存图
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; System.out.println(arr);//[I@5f150435 }
思考：打印arr为什么是[I@5f150435，它是数组的地址吗？
答：它不是数组的地址。
问？不是说arr中存储的是数组对象的首地址吗？
答：arr中存储的是数组的首地址，但是因为数组是引用数据类型，打印arr时，会自动调用arr数组对象的toString()方法，默认该方法实现的是对象类型名@该对象的hashCode()值的十六进制值。
问？对象的hashCode值是否就是对象内存地址？
答：不一定，因为这个和不同品牌的JVM产品的具体实现有关。例如：Oracle的OpenJDK中给出了5种实现，其中有一种是直接返回对象的内存地址，但是OpenJDK默认没有选择这种方式。
（2）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); }
（3）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]); }
7 数组工具类
Java提供了现成的工具类，方便实现数组的相关操作。
java.util.Arrays数组工具类，提供了很多静态方法来对数组进行操作，而且如下每一个方法都有各种重载形式，以下只列出int[]类型的，其他类型的数组类推：
- static int binarySearch(int[] a, int key) ：要求数组有序，在数组中查找key是否存在，如果存在返回第一次找到的下标，不存在返回负数
- static int[] copyOf(int[] original, int newLength) ：根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组，并返回新数组
- static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) ：复制original原数组的[from,to)构成新数组，并返回新数组
- static boolean equals(int[] a, int[] a2) ：比较两个数组的长度、元素是否完全相同
- static void fill(int[] a, int val) ：用val填充整个a数组
- static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val)：将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val
- static void sort(int[] a) ：将a数组按照从小到大进行排序
- static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) ：将a数组的[fromIndex, toIndex)部分按照升序排列
- static String toString(int[] a) ：把a数组的元素，拼接为一个字符串，形式为：[元素1，元素2，元素3。。。]
示例代码：
import java.util.Arrays; import java.util.Random; public class Test{ public static void main(String[] args){ int[] arr = new int[5]; // 打印数组,输出地址值 System.out.println(arr); // [I@2ac1fdc4 // 数组内容转为字符串 System.out.println("arr数组初始状态："+ Arrays.toString(arr)); Arrays.fill(arr, 3); System.out.println("arr数组现在状态："+ Arrays.toString(arr)); Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { arr[i] = rand.nextInt(100);//赋值为100以内的随机整数 } System.out.println("arr数组现在状态："+ Arrays.toString(arr)); int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr, 10); System.out.println("新数组：" + Arrays.toString(arr2)); System.out.println("两个数组的比较结果：" + Arrays.equals(arr, arr2)); Arrays.sort(arr); System.out.println("arr数组现在状态："+ Arrays.toString(arr)); } }
