1、数组的基本概念

1.1 我们为什么需要数组？

假设说我们要存每个同学的期末考试总成绩，如果我们还不知道数组的话，那我们是不是得新建100个变量，而且赋值和打印也相当的麻烦， 而且我们发现成绩的数据类型都是一样的，所以就会有数组这个概念，数组即是相同类型元素的集合，而且是一块连续的存储空间，每个空间都有编号，也就是我们口中常说的数组下标。而且使用数组，也可以是代码变得更简化，方便的进行排序查找等，现在，我们就来进入数组的学习把：

1.2 数组的创建与初始化

我们这期是由浅到深讲解的，所以在前边有一些不理解的问题，请坚持往后看，会得到解决的。

在Java中对数组的创建并初始化有两种方式，分别是静态初始化和动态初始化：

public static void arrayInit() {
        int[] array1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; //静态初始化
        int[] array2 = new int[] { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; //静态初始化
    }

这两种写法有什么不同呢？第一种虽然省去了 new int[ ]，但是在编译的时候还是会还原成第二种方式，这两种写法本质上没有区别，都是在JVM栈上开辟一个 array1和array2元素，同时也会在堆上开辟两个一维数组，这两个变量分别存这这两个数组的地址，当然，这里你不懂没关系，后面我们也会画图一一讲解到，你只需要知道，这两种定义并初始化的方式只是写法上的不同就可以了！

那定义了数组但是不初始化呢？

public static void arrayInit() {
        int[] array3 = new int[10]; //动态初始化
        int[] array4 = null;
    }

如果是上面这种创建但是不初始化，array3 里面会默认初始化成0，也就是说，如果数组中存储的元素为基本类型，默认值为基本类型对对应的默认值0，像 array4 赋值成 null 这种情况，就可以理解成这个数组没有引用任何对象，这个地方听不懂没关系，往后看就能懂了。

不知道学过C语言的小伙伴还记不记得，C语言数组是可以不完全初始化的，比如说你一个数组5个元素，你只初始化前三个元素，在C语言中后续未初始化的元素会默认补0，但是在Java中你就算完全初始化了，如果你指定了元素个数的话，也会报错，只有在使用 new int[10]，动态初始化的时候才能写明数组元素个数，你们也可以下来自己试试。

在Java的数组中，我们有几点需要注意：

• 数组 { } 里面的元素类型一定要跟 [ ] 前面的类型保持一致
• 静态初始化的时候不能指定长度，动态初始化的时候 new int[10]需要指定长度
• 虽然没有指定数组长度，但是编译器在编译的时候会根据 { } 里面的元素个数来确定数组的长度
• 虽然Java数组可以写成跟C语言一样的写法 int array[ ]，但不推荐，因为这样语义不明确！
• new int[n] ，[ ]中可以是变量

这里有小伙伴就有个小问题了，如果我定义了但是没有初始化，我能不能在下面重新赋值呢？

public static void arrayInit() {
        int[] array3;
        array3 = { 1,2,3,4,5 };
    }

这样是绝对不可以的，虽然你现在可能不是很理解，但我们前面有提过，数组变量 array3 里面放的是地址，这个在下面我们会细讲。这里你知道即可。

那如何正确的在定义之后初始化呢？或者重新赋值呢？

public static void arrayInit() {
        int[] array1;
        array1 = new int[10];
        int[] array2;
        array2 = new int[]{ 1,2,3,4,5 };   
    }

像如上代码这样是ok的，本质上其实就是在堆区创建了一个新对象，这个我们还是在后面细讲，这里让你们先见一见，为后面细节学习作铺垫。

1.3 数组的使用

数组是定义好了，我们如何去使用他呢？在前面我们提到过，数组是一块连续的内存空间，都有对应的编号，也就是下标，我们就可以通过下标的方式快速访问数组的任意位置的元素：

public static void main(String[] args) {
        int[] array = { 1,2,3,4,5 };
        array[2] = 88;
        System.out.println(array[2]);
    }

同时也可以对下标的值进行修改，但是这里我们要注意几点，数组的下标是从 0 开始的，所以最后一个元素下标应该是 n-1，也就是Java中大部分采用的都是左闭右开的，即：[ 0，n )

如果我们下标越界访问了，不用担心，程序会直接剖出下标越界异常，我们根据报错提示去找对应的位置即可。

1.4 数组的遍历

在Java中对数组其实有三种遍历打印的方式，每一种的情况都会讲明优缺点，接着往下看：

for 循环打印：

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

这种方式是很常规的通过下标遍历访问的方式，对于数组的长度我们可以通过，数组对象.length 来获取数组的长度。

for-each 循环打印：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = { 1,2,3,4,5 };
        for (int a : array) {
            System.out.print(a + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

这种打印方式呢，在 for 循环里冒号的左边必须是你要打印的数组里元素的类型定义的变量，右边则是你要打印数组的数组名，下面就可以通过你定义的变量进行打印了。for-each是for循环的另一种使用方式，他能在代码上更简洁，也可以避免循环条件和更新语句的书写错误，但是这样也有缺陷，比如说这种方式并不能拿到数组的下标。

Arrays工具类打印

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = { 1,2,3,4,5 };
        String ret = Arrays.toString(array); //既然返回的是字符串，我们就用字符串类型来接收
        System.out.println(ret);
        System.out.println(Arrays.toString(array)); //既然有返回值，那我们也可以直接链式访问
    }
}

首先我们要介绍下Arrays，他是在 java.util 包下的一个工具类，里面定义了很多对数组的操作方法，而 Arrays.toString 他的作用是把数组转换成字符串并返回，所以严格意义上它并不是遍历数组，只是把数组转化成对应的字符串而已。

以上三种方式各有优缺点，初学者结合实际情况作应用

2、引用类型数组的深入讲解

2.1 简单了解 JVM 的内存分布

Java的程序需要运行在虚拟机上的，如果对于内存中的数据随意存储的话，那以后对内存管理起来将会是很麻烦的一件事，所以JVM也对所使用的内存按照不同的功能进行了划分：

但是我们今天只重点关心堆和虚拟机栈这两块空间，在后续学习中会依次详细介绍这里面的内容：

虚拟机栈：与方法调用相关的一些信息，每个方法在执行的时候都会先创建一个栈帧，栈帧中包含：局部变量，操作数栈，动态链接，返回地址，以及一些其他的信息，保存的都是与方法执行相关的一些信息，比如：局部变量，当方法运行结束了后，栈帧也被销毁，即栈帧中保存的数据也被销毁了

堆：它是JVM管理的最大内存区域，使用 new 创建的对象都是在堆上保存的，堆是随着程序的开始而创建，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。

2.2 基本类型变量与引用类型变量的区别

对这个理解特别重要，很关系到你后面进行学习，首先我们要区别这个两个的区别，先说基本类型变量，这种变量中直接存放的是所对应的值，而引用类型创建的变量，一般称为对象的引用，这种变量里存储的是对象所在空间的地址，下面我们用一小段代码，并且画图让大家理解的更清楚：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int[] array = { 1,2,3,4,5 };
    }
}

其实看到这张图，相信大家就能很好的理解了，其实我们引用变量并不是存储了对象本身，只是存储了对象的其实地址，那我们的 array 只是存储了在堆中开辟的一维数组的地址！并没有把整个数组都保存在变量中！通过该对象的地址，引用变量就可以去操作这个对象了！