1、数组的基本概念

1.1为什么要使用数组

       如果我们要定义三个整型变量并赋值，我们可以一个一个写，但是如果我们要定义10个或100个变量呢？我们如果再一个一个定义就会显得过于麻烦，也会让代码显的冗余！

而如果我们想定义一组数据，同时这组数据都是相同数据类型的，那我们就可以用“数组”来定义这书数据

1.2什么是数组

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。

1. 数组中存放的元素类型形同
2. 数组的空间是连在一起的
3. 每个空间有自己的编号，起始位置的编号为0，即数组的下标

1.3数组的创建及初始化

1.3.1 数组的创建和介绍

int[] array = new int[5];

“array”是一个变量，其中存储的是数组的地址

其中 '[' 表示数组类型，'I' 表示整数，'14ae5a5' 是地址的哈希值，也可以理解为地址。

在Java中，我们对于这种存储地址的变量，通常称为 “引用变量”【引用】

而‘new’是创建对象的关键字，所以我们创建的数组也是‘对象’！(这就和C语言中数字区分开了，Java中的数组其实就是对象)

所以，在引用变量当中，存储了对象的地址，一般叫做这个引用/指向了一个对象。

1.3.2 数组的初始化

数组的初始化主要分为动态初始化和静态初始化

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：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[]{1,2,3,4,5,6,7,8};
double[] array2 = new double[]{1.0,2.0,3.0,4.0,5.0};
String[] array3 = new String[]{"hello","world"};

• 静态初始化虽然没有指定数组长度，但编译器在编译时，会根据{}中元素个数来确定数组的长度。
• 静态初始化时，{}中数据必须与 [ ] 前的数据类型一样。

• 静态初始化可以简写，省去new T[]

例如：

int[] array1 = {1,2,3,4,5,6,7,8};
    double[] array2 = {1.0,2.0,3.0,4.0,5.0};
    String[] array3 = {"hello","world"};

（注意：虽然省去了new T[ ]，但是编译器编译代码时还是会还原）

如果不确定数组当中内容时，使用动态初始化，否则建议使用静态初始化。

静态和动态初始化也可以分为两步，但是省略格式不可以

//动态初始化
    int[] array1;
    array1 = new int[10];
    //静态初始化
    int[] array2;
    array2 = new int[]{1,2,3,4};

注意：省略格式不可以拆分，否则编译失败

如果没有对数组进行初始化，数组中元素被这设置为默认值

        1、如果数组中存储的元素为基类类型，默认值为基类类型对于的默认值

       2、如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null

1.4数组的使用

1.4.1数组中元素访问

       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数组中任意位置的元素，同时还能通过 [ ] 对数组中的元素进行修改！

int[] array = new int[]{1,2,3,4,5};
    System.out.println(array[0]);
    System.out.println(array[1]);
    System.out.println(array[2]);
    array[2] = 30;
    System.out.println(array[2]);

【注意事项】

数组是一段连续的内存空间，因此支持随机访问，即通过下标快速访问数组中任意位置的元素

下标从0开始，介于[0,N) 之间不包含N，N为元素个数，数组访问不能越界，否则编译器会报出下标越界异常

1.4.2 遍历数组 【3种方式】

什么是“遍历”？  所谓遍历就是指将数组中的所有元素都访问一遍！

例如：

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]);

上述代码虽然可以起到对数组中元素的遍历，但是如果数组中元素增加到100个呢？我们难道要写100条打印语句吗？

第一种遍历方式

为了解决上述问题，用循环来进行遍历打印。

int[] array = {1,2,3,4,5,6,7};
    for (int i = 0; i < 7; i++) {
        System.out.print(array[i]+" ");
    }

现在又有一个问题，如果数组增加了一个元素，那么我就应该把for循环的条件改为“ i < 8”，这样就显得会很麻烦。我们能否直接获取数组的长度呢？

【注意】：在数组中，可以通过 ‘数组对象.length’ 来获取数组的长度

第二种遍历方式

同时，也可以使用 for-each 遍历数组

int[] array = {10,20,30,40};
    for(int x:array){
        System.out.print(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。

第三种遍历方式

在Java中，为了让我们更好的去操作数组，提供了一系列的方法，这些方法在工具类Arrays当中

如下

在使用上述方法时，我们需要到入Arrays的包！

import java.util.Arrays;

如果你不想手动添加，当你在写Arrays时，编译器会提示，按enter键编译器就能直接导入

而toString方法其实就是把我们传入的数组，以字符串的形式进行输出。

我们查看toString源代码就能看出来，返回值为String类型，并且在数组前后加上了‘[’‘]’。

2.数组是引用类型

2.1基本类型变量与引用类型变量的区别

在上文我们提到，引用类型的变量，是对对象的引用，而与基本类型变量最大的不同就是，

基本变量中存储的是本身的值，而引用类型的变量存储的是对象的地址。

基本类型变量：用基本数据类型创建的变量

我们来看下面这个例子：

在讲解下面这个例子之前先扩展两个小知识

虚拟机栈（JVM Stack) : 其中存储的是与方法调用相关的信息，每个方法执行时，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、返回地址以及其他一些信息，保存的都是与方法执行时相关的一些信息。

堆（Heap）: 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（例如下面的 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。

public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int[] array = new int[]{1,2,3};
    }

在上面代码中，a和array都是main方法内部的变量，其空间都在main方法对应的栈帧都分配

a 是内置类型的变量，因此空间中保存的就是给该变量初始化的值

array 是数组类型的引用变量，其中保存的值是所引用对象在堆中存放的地址

我们可以看到，引用变量并不直接存储对象本身，而是存储对象在堆中所在的地址。通过该地址，引用变量便可以去操作对象。（类似于C语言中的指针）

2.2细讲引用变量

我们来看一下下面这段代码运行的结果

public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = new int[3];
        array1[0] = 1;
        array1[1] = 2;
        array1[2] = 3;
        System.out.println("array1 :"+Arrays.toString(array1));
        int[] array2 = new int[]{100,200,3,4,5};
        System.out.println("array2 :"+Arrays.toString(array2));
        array1 = array2;
        array1[2] = 300;
        array1[3] = 400;
        array2[4] = 500;
        System.out.println("array1 :"+Arrays.toString(array1));
    }

我们不难发现，通过array1所打印出数组变了，也就是说引用变量array1指向的对象变了，同时array2和array1通过下标去对象进行了修改。

下面我通过画图的形式分三步具体讲解这一过程：

第一步：对象的创建

1.创数组array1 ，但是没有给数组元素设置初始值，因此每个位置都是0

2.array1通过下标的方式将数组元素分别修改为1、2、3

3.创建数组array2

第二步：改变引用对象  array1 = array2

array1 = array2 这段代码的意思是让array1去引用array2 引用的数组空间，也就是说array1和array2可以同时调用同一个数组。此时array1中的地址改变为0x002412

第三步：array1和array2通过下标修改同一个数组对象

array1通过下标将数组2中第三个和第四个元素分别修改为300和400，此时array2也能看到数组中修改后的值，这里是因为array1和array2此时引用的是同一个数组对象！

然后array2通过下标把数组中第五个元素修改为500，此时array1也能看到数组中修改的值。

通过打印我们能看到最终的结果

2.3 引用变量的空引用

在实际使用中，我们可能只想创建一个引用变量，并不想有所指向。这样我们就可以把null赋值给该引用变量

【引出】 null 在Java中表示“空引用”，也就是不指向对象的引用

public static void main(String[] args) {
         int[] arr = null;
         }

在这里要强调一点，在C语言语言中NULL和0等价的，但是在Java中null就是null跟0没有任何关系比如我们将0赋值给引用变量时就会报错！

【注意】

       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！

       所以当给引用变量赋值 null 时，该引用变量既不能通过'.'访问length，也不能通过下标进行访问。如果进行以上错误的操作的话，编译器就会报出空指针引用异常警报 ‘NullPointerException’

以下是报错信息截图：