1.初识数组
数组是有限个相同类型的变量所组成的有序集合，数组中的每一个变量被称为元素。数组是最简单，最为常用的数据结构。
以整型数组为例：数组的存储形式如下：
元素：3 1 6 4 8 7 6
下标：0 1 2 3 4 5 6
由上，数组中的每一个元素都拥有自己的下标，只不过这个下标从0开始，一直到数组大小-1.
数组的另外一个特点，是在内存中顺序存储，因此可以很好地实现逻辑上的顺序表。
数组在内存中的存储，具体是什么样子呢?
内存是由一个个连续的内存单元组成的，每一个内存单元都拥有自己的地址。在这些内存单元中，有些被其他数据占用了，有些是空闲的。
数组中的每一个元素，都存储在小小的内存单元中，并且元素之间紧密排列，既不能打乱存储顺序，也不能跳过存储单元进行存储。如下表表示一段内存空间中数组的存储方式：
| * | * | 3 | 1 | 6 | 4 |
| 8 | 7 | * | * | # | * |
| # | # | # | # | * | * |
(注：*表示该内存单元不存储任何东西，#表示该内存单元存储除数组外的其他内容）
不同类型的数组，每个元素所占的字节数也不同，该表格只是简单举例.
2.数组的简单操作
2.1读取元素
对于数组来说，读取元素是最简单的操作。由于数组在内存空间中的存储方式是顺序存储，所以只要得到数组下标，就能获得对应元素。
假设有一个名字叫arr的数组，若要获取到下标为一的元素，就写作arr[1]。注意：输入的下标必须在数组长度范围之内，否则会出现数组越界。
像这种根据下标获取元素的方式叫做随机读取。
简单的代码示例如下：
int[] array = new int[]{3,1,6,4,8,7}; //输出数组中下标为三的元素 System.out.println(array[3]);
2.2更新元素
要把数组中的某一个元素的值替换为另一个新值，只需要利用数组下标直接赋值即可。
简单代码示例如下：
//初始化数组 int[] arr = new int[]{3,1,6,4,8,7}; //给下标为1的元素重新赋值 arr[1] = 10; //输出下标为1的元素 System.out.println(arr[1]);
根据上次我们学习的时间复杂度和空间复杂度的有关知识，我们可以得知读取元素和更新元素的时间复杂度为O（1），空间复杂度为O（n）。
2.3插入元素
在介绍该操作之前，我们首先需要知道一个概念：那就是数组的实际元素数量还可能小于数组的长度。例如：
| 3 | 1 | 6 | 4 | 8 | 7 | ||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
因此，插入数组元素的操作存在3种情况。
1.尾部插入
2.中间插入
3.超范围插入
1.尾部插入，最简单的情况，直接把插入的元素放在数组尾部的空闲位置，等同于更新元素的操作。
| 3 | 1 | 6 | 4 | 8 | 7 | 6 | |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
2.中间插入，稍微复杂一些。由于数组的每一个元素都有其固定下标，所以先把插入位置及后面的元素向后移动，腾出地方，再把要插入的元素放入该位置。
譬如在下标为1的位置插入元素6：
（注意：移动元素的步骤一定是从后往前，如上图步骤，若为从前向后，则会一直只挪动一个元素）
挪动后得到：
| 3 | 6 | 1 | 6 | 4 | 8 | 7 | |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
完整代码如下：
private int[] array; private int size; //创建大小为capacity的数组 public Arrayinsert(int capacity){ this.array = new int[capacity]; size = 0; } /*index-插入的位置；element-插入的元素*/ public void insert(int index, int element) throws Exception{ //判断访问下标是否超出范围 if(index<0 || index>size){ throw new IndexOutOfBoundsException("超出数组实际范围！"); } //从右向左循环，将元素逐个向右挪动一位 for(int i=size-1; i>=index; i--){ array[i+1] = array[i]; } //腾出的位置放置新元素 array[index] = element; size++; } //输出数组 public void output(){ for(int i=0; i<size; i++){ System.out.println(array[i]); } } public static void main(String[] args) throws Exception{ Arrayinsert myArray = new Arrayinsert[8]; myArray.insert(0,3); myArray.insert(1,1); myArray.insert(2,6); myArray.insert(3,4); myArray.insert(4,8); myArray.insert(5,7); myArray.insert(1,6); myArray.output(): }
代码中成员变量size是数组实际元素的数量。如果插入元素在数组尾部，则size=index,如果插入在中间则index<size。
如果传入的是下标参数大于size或者小于零，会认为是非法输入，会直接抛出异常。
到现在，我们已经大致了解了插入操作，但现在仍存在一个问题：如果不断插入元素，元素数量就会大于数组长度，这怎么办？
这就涉及了超范围插入。
比如现在有一个数组长度为6的数组，已经装满了元素，还想要添加一个新元素，这就涉及了数组的扩容。
| 3 | 1 | 6 | 4 | 8 | 7 |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
如图，我们可以知道该数组的大小在一开始就确定了，无法随意的变长变短。那么此时，我们就可以考虑创建一个新数组，长度是旧数组的二倍，再把旧数组的内容复制过来，这就实现了数组的扩容。
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 3 | 1 | 6 | 4 | 8 | 7 | ||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
如此一来，我们插入数组的方式也改变了，部分代码如下：
public void insert(int index, int element){ //判断下标是否超出范围 if(index<0 || index>size){ throw new IndexOutOfBoundsException("超出数组的实际范围！"); } //从右向左逐一移动数组元素 for(int i=size-1; i>=index; i--){ array[i+1] = array[i]; } //如果数组实际长度大于等于数组长度，则引入扩容函数resize if(size >= array.length){ resize(); } array[index] = element; size++; } public void resize(){ //创建一个新数组，大小是旧数组长度的两倍 int[] arrayNew = new int[array.length*2]; //利用arraycopy函数将旧数组内容复制到新数组内 //附：arraycopy函数用法：arraycopy(arr1, a, arr2, b, c); //即在arr1数组内从下标为a的元素开始，放在arr2下标为b的元素开始，复制元素为c个 System.arraycopy(array, 0, arrayNew, 0, size); array = arrayNew; }
这样就完成了数组扩容的操作。
2.4删除元素
数组的删除操作和插入操作相反，如果删除的元素在中间，其之后的元素都会向前移动一位。
（其之后的元素的移动位次与插入操作相反，应该为从右向左的元素逐向前移动一位）
由于不涉及数组的扩容操作，因此比插入操作要更简单。
代码如下：
public void deleted(int index){ //判断是否超出数组范围 if(index<0 || index>size) throw new IndexOutOfBoundsException("超出数组实际范围!"); int deletedElement = array[index]; //从右向左循环，将元素逐个向左移动一位 for(int i=index; i<size-1; i++){ array[i] = array[i+1]; } size--; return deletedElemet; }
相信各位对数组的概念及其操作有了一定的理解，希望该文章对大家有帮助，谢谢大家支持哦
