Java数组------一维和二维讲解和内存显示图

简介: Java数组------一维和二维讲解和内存显示图

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    本章讲解内容:Java数组的详细表达。


     今日毒鸡汤:大人只分利弊,小孩才分对错。  


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一.数组的认识


在C语言里,我们也曾学习过数组,数组是什么?数组就相当于一个容器,存放相同类型数据的容器。而数组的本质上就是让我们能 "批量" 创建相同类型的变量。

:容器是固定了大小的,不可改变的那种,例如:矿泉水瓶子、汽油罐、衣柜等容量大小不一的容器。


二.一维数组的用法


2.1 数组的创建


         数组的初始化有2种形式,1、静态初始化(固定内容)      2、动态初始化(固定长度)


静态初始化:指在数组声明的同时,直接给数组引用赋值 ,不需要申明长度

数据类型[ ] 数组名称 = new 数据类型 [ ] { 初始化数据 };


示例:int[ ] arr = new int[ ]{1, 2, 3};


省略方式:

数据类型 [ ] 数组名称 = { 初始化数据 };

示例:int [ ] arr = {1, 2, 3} ;


注:省略方式不允许先声明后赋值,只能声明同时直接赋值。


例如:int [ ] arr3; arr3 = {}   //编译出错


动态初始化:指数组声明和数组引用赋值分开。根据数组定义方式的不同,又分为两种。  


第一种:直接引用相同数组进行赋值。


例如:int[ ] arr=arr;直接将数组arr赋值给了arr;注:一定得相同类型的数组


第二种:数据类型 [ ]  数组名称 = new 数据类型 [数组长度];


例如:int [ ] arr1 = int[10];  int arr1[0] = 0;


2.2数组的使用


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。                                                                            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}; 
   //打印数组的长度,输出结果是5
    System.out.println(arr.length);
    //打印对应数组的值,输出结果为1
      System.out.println(arr[0]);
}


2.3数组内存原理


 在Java中,内存是非常非常重要的,作用:运行程序。我们编写的程序都是存放在硬盘当中的,而在硬盘里的程序是不会运行的,必须得在内存当中才能运行,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。


2.3.1Java虚拟机内存划分


   Java为了提高效率,把内存进行了划分,从而使每一片区域都有特点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。


此处我们不详细讲解,只讲解与数组有关的堆区间。


1.栈(Stack): 存放的都是方法中的局部变量。方法的运行一定要在栈当中运行                                                        局部变量:方法的参数,或者是方法几内部的变量                                                                               作用域: 一旦超出作用域,立刻从栈内存当中消失

2.堆(Heap) : 凡是new出来的东西都在堆中


2.3.2数组内存示例图


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在图中我们可以看见,栈区可以有堆区,其实不是这样理解的,而是可以通过栈区而去访问堆区,

个人理解:数组变量名就是一个遥控器,可以控制堆区。


三.二维数组的认识    


二维数组本质上也就是一维数组, 只不过每个元素又是一个一维数组

二维数组的四种不同形式的定义方式:

定义二维数组:int[][] array1 = new int[10][10];

定义二维数组(简洁版):int array2[][] = new int[10][10];


-----------------------------------------------------------------------

定义二维数组并且初始化:int array3[][] = { { 1, 1, 1 }, { 2, 2, 2 } };

定义二维数组并且初始化(简洁版)int array4[][] = new int[][] { { 1, 1, 1 }, { 2, 2, 2 } };


其实仔细一看。我们可以看见以上的定义方式和一维数组十分相似。


二维数组存储的相当于一维数组的集合。


图片例如:


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二维数组array3 拥有array3[0]和array3[1]两个一维数组,其实道理和一维数组一样,只不过拥有的不再是元素,而是数组。想象一下套娃,便懂了。

注:只定义二维数组时,可以不写第二个下标,但一定需要定义第一个下标,实际就是定义有几个一维数组。


四.数组作为方法参数和返回值


将数组传递到方法当中。有没有想过,这是值传递,还是地址传递呢?


public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    func(arr);
    System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
} 
public static void func(int[] a) {
    a[0] = 10;
    System.out.println("a[0] = " + a[0]);
} 
// 执行结果
a[0] = 10
arr[0] = 10


我们可以发现数组传递过去之后,程序结束,数组值发生了改变,那么这是地址传递吗?事实上,并不是的。但是我们得注意,此时此刻我们这并不是传地址,而是传引用。


原理图:


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解释:相当于从一个控制器(arr)变成了两个控制器(arr,a),这两个指向同一个堆,都可以对其修改。

但是是否存在传引用之后,却无法改变实参的值?存在的,new可以创造出一个新的堆空间,从而与之前的数组分道扬镳。

例如:


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重点: arr数组值为1,2,3;传引用之后,a的数组值也为1,2,3;也就是说,arr==a;但是重新new出一个堆空间之后,a控制的堆不再是arr控制的堆,因此也无法改变arr数组了


五.Java常用API


          API,你先当作一个方法库一样理解,有了API,我们可以更加快速的操作数组。


5.1输出数组 Arrays.toString()


 int[] array = { 1, 2, 3 };
 System.out.println(Arrays.toString(array));
//输出【1,2,3】


5.2数组转集合 Arrays.asList()

  String[] array2 = {"a", "b", "c", "d"};
  System.out.println(array2);  
  List list = new ArrayList(Arrays.asList(array2));
  System.out.println(list);   // [a, b, c, d]
  list.add("GG");
  System.out.println(list);  // [a, b, c, d, GG]


5.3数组中是否包含某个值 Arrays.asList().contains()

String[] array = { "a", "b", "c", "d", "e" };
boolean isEle = Arrays.asList(array).contains("a");
System.out.println(isEle);


5.4数组排序 Arrays.sort()

 int[] array = { 3, 1, 2 };
 System.out.println(Arrays.sort(array));
//输出:1,2,3


5.5数组二分查找 Arrays.binarySearch()

int[] array = { 1,2,4,5,3,7,8 };
System.out.println(Arrays.binarySearch(array,5));
//输出4


以上并不是全部,只是列举了一些常用的类方法。


总结


               数组的重点在于了解内存存储的数据,还有如何使用数组的数据,如何快捷使用对应的类方法。

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