数组的定义和使用

文章目录

• 数组的定义和使用

• 1.数组的基本概念

• 1.1 为什么要用数组
• 1.2什么是数组
• 1.3数组的创建及初始化

• 1.3.1数组的创建
• 1.3.2数组的初始化

• 1.4数组的使用

• 1.4.1数组元素的访问
• 1.4.2遍历数组

• 2.数组是引用类型

• 2.1 Java虚拟机(JVM)的内存分布
• 2.2数组在内存中的存储

• 1.一个数组的内存图
• 2.两个数组的内存图
• 3.数组作为函数参数

• 3.1参数传基本数据类型
• 3.2参数传数组类型(引用数据类型)

1.数组的基本概念

1.1 为什么要用数组

假设我们在要统计5个学生的成绩，并对其打印输出，可能会这样写代码

public class Student {
    public static void main(String[] args) {
        int stu1=90;
        int stu2=93;
        int stu3=85;
        int stu4=87;
        int stu5=80;
        System.out.println(stu1);
        System.out.println(stu2);
        System.out.println(stu3);
        System.out.println(stu4);
        System.out.println(stu5);
    }
}

上述代码是没有一点问题的，但是有不好的就是:当我们需要统计大量同学的成绩时，比如20个、50个、100个……时,总不能连续创建这么多的变量，当所有学生的成绩需要加上5分时总不能一个一个的修改成绩吧，这样的效率简直太低了。通过观察我们发现：所有成绩类型都是int型的，因此我们将这些数据存储到一个容器中，方便统一管理。

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，常见的瓶瓶罐罐……
• 

1.2什么是数组

数组：相同元素的一个集合。在内存中是一块连续的空间，比如我们常见的停车场：

数组好比停车场，车位数好比数组的长度，而汽车就是数组的元素。

因此：

1. 数组存放的元素类型必须相同
2. 数组的空间是连在一起的
3. 每个数组空间有自己的编号，初始位置编号是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:表示数组中元素的类型

T[]:表示数组的类型

N:表示数组的长度

1.3.2数组的初始化

在Java中数组初始化分两种：

1.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[5];

2.静态初始化：创建数组时不指定元素的个数，而直接将具体的数组内容进行指定

int[] array1=new int[]{1,2,3,4,5,6,7};
double[] array2=new double[]{1.1,2.2,3.3,4.4,5.5};
String[] array3={"hello","java"};//这里省略new String[]编译能通过吗？

静态初始化数组时可以省略new T[]，但在编译器编译时还是会还原。

静态初始化时，{}中的数据类型必须与[]前的数据类型一致。

int arr[]={1,2,3};//这样初始化可以吗？

Java中数组初始化可以按照C语言中数组初始化的方式，但是这种方法不推荐，容易造成数组的类型就是int的误解。

• 如果没有对数组进行初始化，元素中有其默认值

1.4数组的使用

1.4.1数组元素的访问

数组在内存中是一段连续存在的空间，空间编号都是从0开始，依次递增，编号是数组的下标，数组可以通过下标进行访问数组的元素。数组下标从0开始，介于[0,N)之间不包括N，N为元素个数，不能越界，否则会报错。

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

1.4.2遍历数组

所谓**“遍历”就是将数组中所有元素访问一遍，访问是指对数组的元素进行某种操作。**比如：打印

int[]array={1,2,3,4,5};
for(int i=0;i<array.length;i++){
  System.out.println(array[i]);
}

在数组中可以通过 数组名.length 获取数组的长度

也可以通过for-each遍历数组

int[]arr={1,2,3,4,5};
for(int e:arr){
    System.out.println(e);
}

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。

2.数组是引用类型

2.1 Java虚拟机(JVM)的内存分布

1. 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：
2. 程序运行时代码需要加载到内存
3. 程序运行产生的中间数据要存放在内存
4. 程序中的常量也要保存
5. 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
   如果对内存中存储的数据不加区分的随意存储，那对内存管理起来将会非常麻烦。

因此JVM也对所使用的内存进行了划分：

• 程序计数器：是一块较小的内存空间，保存下一条执行的指令的地址，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
• 虚拟机栈：Java方法执行的内存模型，每个方法执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至完成的过程，都对应着一个栈帧从入栈到出栈的过程。每当一个方法执行完成时，该栈帧就会弹出栈帧的元素作为这个方法的返回值，并且清除这个栈帧，Java栈的栈顶的栈帧就是当前正在执行的活动栈，也就是当前正在执行的方法。
• 本地虚拟机栈：本地方法栈和虚拟机栈所发挥的作用是很相似的，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：JVM所管理的最大内存区域. 几乎所有用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：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数组在内存中的存储

1.一个数组的内存图

public static void main(String[] args) {
    int[]arr=new int[]{1,2,3};
    System.out.println(arr);//[I@1540e19d
}    

代码执行结果是**[I@1540e19d**，这是数组内容在内存中的地址。new的内容几乎都存储在堆中，方法中的变量arr保存的是数组的地址。

2.两个数组的内存图

3.数组作为函数参数

3.1参数传基本数据类型

数组内容交换：

    public static void swapArray(int[]left,int[]right){
        int[]tmp=left;
        left=right;
        right=tmp;
    }
    public static void method4(){
        int[]array1={1,2,3,4,5};
        int[]array2={10,20,30,40,50};
        swapArray(array1,array2);
        System.out.println(Arrays.toString(array1));
        System.out.println(Arrays.toString(array2));
    }
    public static void main(String[] args) {
        method4();
    }

执行结果：

数组内容未发生交换。在方法中，如果修改了形参的指向，实参的指向不发生变化。

3.2参数传数组类型(引用数据类型)

    public static void swap(int[]num,int i,int j){
        int tmp=num[i];
        num[i]=num[j];
        num[j]=tmp;
    }
    public static void method3(){
        int[]array={10,20,30,40};
        swap(array,0,3);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
        public static void main(String[] args) {
        method3();
    }

执行结果：

内存分布：

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.

}

public static void main(String[] args) {

method3();

}

执行结果：
[外链图片转存中...(img-u6uthkjy-1660910375540)]
内存分布：
[外链图片转存中...(img-wdluWpRU-1660910375540)]
> **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.**