Java的数组

简介: Java的数组

1. 数组概述


  1. 数组的概念:
  • 数组(array),就是多个相同类型的数据按一定顺序排列的集合,并使用一个名字命名,然后用编号区分这些数据。
  • 数组就是一个数据容器。
  1. 相关概念:
  • 数组名
  • 下标(或脚标、索引)(index)
  • 元素(element)
  • 数组的长度(length)

  1. 数组的特点:
  • 数组的长度一旦确定就不能修改(重要)
  • 存储的元素为相同的数据类型,可以是基本数据类型或引用数据类型
  • 有索引,创建数组时会在内存中开辟一整块连续的空间。
  • 存取元素的速度快,因为可以通过[下标],直接定位到任意一个元素。


2 数组的声明与初始化


数组在使用之前需要先进行声明并初始化


2.1 数组的声明


数组的声明,即声明一个数组类型的变量。

//推荐
元素的数据类型[] 数组的名称;
int[] age;
//不推荐
元素的数据类型  数组名[];
int age[];


2.2 数组的初始化


数组使用之前需要先初始化,什么是数组初始化?就是给数组分配内存空间,并给元素赋值。

数组有两种初始化方式:


  1. 方式一:静态初始化

定义数组的同时为数组分配内存空间,并赋值。程序员只给定数组元素的初始值,不指定数组长度,由系统决定数组的长度

  • 格式:
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
数据类型[] 数组名;
数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};

简化方式:
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};//必须在一个语句中完成,不能分开两个语句写

举例:

定义存储1,2,3,4,5整数的数组容器。

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确

int[] arr;
arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确

int[] arr = new int[5]{1,2,3,4,5};//错误的,后面有{}指定元素列表,就不需要在[长度]指定长度。

//简化方式:
int[] arr = {1,2,3,4,5};//正确

int[] arr;
arr = {1,2,3,4,5};//错误


  1. 方式二:动态初始化

程序员只给定数组的长度,后期再给给元素赋值(实际系统会先给出元素的默认值)

  • 格式:
 数据类型[] 数组名字 = new 数据类型[长度];


 数据类型[] 数组名字;
 数组名字 = new 数据类型[长度];

格式详解:

  • 数据类型: 指定创建的数组容器可以存储什么数据类型的数据。
  • [] : 表示数组。
  • 数组名字:为定义的数组起个变量名,满足标识符规范,可以使用名字操作数组。
  • new:关键字,理解为开辟内存空间。因为数组本身是引用数据类型,所以要用new创建数组对象。
  • [长度]:数组的长度,表示数组容器中可以存储多少个元素。
  • 注意:数组有定长特性,长度一旦指定,不可更改。
  • 和水杯道理相同,买了一个2升的水杯,总容量就是2升,不能多也不能少。
  • 举例:

定义可以存储5个整数的数组容器,代码如下:

int[] arr = new int[5];

int[] arr;
arr = new int[5];


3 数组元素的访问


  • 索引: 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。
  • 索引范围:[0, 数组的长度-1]
  • 格式:
数组名[索引]
  • 访问数组元素:
  • 数组名[索引],表示指定索引位置的元素
  • 数组名[索引]=值,表示为数组中指定索引位置的元素赋值
public static void main(String[] args) {
    //定义存储int类型数组,赋值元素1,2,3,4,5
    int[] arr = {1,2,3,4,5};
    //为0索引元素赋值为6
    arr[0] = 6;
    //获取数组0索引上的元素
    int i = arr[0];
    System.out.println(i);
    //直接输出数组0索引元素
    System.out.println(arr[0]);
}


4 数组的遍历


  • 数组遍历: 就是将数组中的每个元素分别获取出来,就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。


  • 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 = {11, 22, 33, 44, 55};
    //打印输出数组的长度
    System.out.println("数组长度:"+arr.length);//5
    //数组遍历(正序):
    System.out.println("数组遍历:");
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
    //数组遍历(逆序):
    System.out.println("数组逆序遍历:");
    for (int i = arr.length-1; i >=0 ; i--) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}

5 数组元素的默认值


当我们使用动态初始化创建数组时:

数据类型[] 数组名字 = new 数据类型[长度];

此时只确定了数组的长度,那么数组的元素是什么值呢?

数组的元素有默认值:


6 数组内存图


6.1 内存概述


内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来。我们编写的程序是存放在硬盘中的,在硬盘中的程序是不会运行的,必须放进内存中才能运行,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。


6.2 Java虚拟机的内存划分


为了提高运算效率,就对空间进行了不同区域的划分,因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

区域名称 作用
程序计数器 程序计数器是CPU中的寄存器,它包含每一个线程下一条要执行的指令的地址
本地方法栈 当程序中调用了native的本地方法时,本地方法执行期间的内存区域
方法区 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。
堆内存 存储对象(包括数组对象),new来创建的,都存储在堆内存。
虚拟机栈 用于存储正在执行的每个Java方法的局部变量表等。
局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型、对象引用,方法执行完,自动释放。


6.3 数组内存图分析


(1)一个数组内存图

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];
    System.out.println(arr);//[I@5f150435
}

思考:打印arr为什么是[I@5f150435,它是数组的地址吗?


答:它不是数组的地址。


问?不是说arr中存储的是数组对象的首地址吗?


答:arr中存储的是数组的首地址,但是因为数组是引用数据类型,打印arr时,会自动调用arr数组对象的toString()方法,默认该方法实现的是对象类型名@该对象的hashCode()值的十六进制值。


问?对象的hashCode值是否就是对象内存地址?


答:不一定,因为这个和不同品牌的JVM产品的具体实现有关。例如:Oracle的OpenJDK中给出了5种实现,其中有一种是直接返回对象的内存地址,但是OpenJDK默认没有选择这种方式。


(2)两个数组内存图

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];
    int[] arr2 = new int[2];
    System.out.println(arr);
    System.out.println(arr2);
}

(3)两个变量指向一个数组

public static void main(String[] args) {
    // 定义数组,存储3个元素
    int[] arr = new int[3];
    //数组索引进行赋值
    arr[0] = 5;
    arr[1] = 6;
    arr[2] = 7;
    //输出3个索引上的元素值
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);
    //定义数组变量arr2,将arr的地址赋值给arr2
    int[] arr2 = arr;
    arr2[1] = 9;
    System.out.println(arr[1]);
}

7 数组工具类


Java提供了现成的工具类,方便实现数组的相关操作。

java.util.Arrays数组工具类,提供了很多静态方法来对数组进行操作,而且如下每一个方法都有各种重载形式,以下只列出int[]类型的,其他类型的数组类推:


  • static int binarySearch(int[] a, int key) :要求数组有序,在数组中查找key是否存在,如果存在返回第一次找到的下标,不存在返回负数
  • static int[] copyOf(int[] original, int newLength) :根据original原数组复制一个长度为newLength的新数组,并返回新数组
  • static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) :复制original原数组的[from,to)构成新数组,并返回新数组
  • static boolean equals(int[] a, int[] a2) :比较两个数组的长度、元素是否完全相同
  • static void fill(int[] a, int val) :用val填充整个a数组
  • static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val):将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val
  • static void sort(int[] a) :将a数组按照从小到大进行排序
  • static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) :将a数组的[fromIndex, toIndex)部分按照升序排列
  • static String toString(int[] a) :把a数组的元素,拼接为一个字符串,形式为:[元素1,元素2,元素3。。。]


示例代码:

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class Test{
    public static void main(String[] args){
      int[] arr = new int[5];
        // 打印数组,输出地址值
      System.out.println(arr); // [I@2ac1fdc4
      // 数组内容转为字符串
      System.out.println("arr数组初始状态:"+ Arrays.toString(arr));
      
      Arrays.fill(arr, 3);
      System.out.println("arr数组现在状态:"+ Arrays.toString(arr));
      
      Random rand = new Random();
      for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      arr[i] = rand.nextInt(100);//赋值为100以内的随机整数
    }
      System.out.println("arr数组现在状态:"+ Arrays.toString(arr));
      
      int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr, 10);
      System.out.println("新数组:" + Arrays.toString(arr2));
      
      System.out.println("两个数组的比较结果:" + Arrays.equals(arr, arr2));
      
      Arrays.sort(arr);
      System.out.println("arr数组现在状态:"+ Arrays.toString(arr));
    }
}
相关文章
|
2月前
|
存储 缓存 Java
Java数组全解析:一维、多维与内存模型
本文深入解析Java数组的内存布局与操作技巧,涵盖一维及多维数组的声明、初始化、内存模型,以及数组常见陷阱和性能优化。通过图文结合的方式帮助开发者彻底理解数组本质,并提供Arrays工具类的实用方法与面试高频问题解析,助你掌握数组核心知识,避免常见错误。
|
18天前
|
Java
Java 数组学习笔记
本文整理Java数组常用操作:遍历、求和、查找、最值及二维数组行求和等典型练习,涵盖静态初始化、元素翻倍、去极值求平均等实例,帮助掌握数组基础与应用。
|
3月前
|
存储 Java 索引
java 数组
在 Java 中,数组是一种数据结构,用于存储多个相同类型的数据元素。数组的大小一旦创建后就不能改变,因此它是固定长度的。Java 数组是一种 对象,即使它存储的值是基本类型(如 int、double 等),它也是一个对象引用。
80 0
|
5月前
|
存储 人工智能 Java
打乱数组内容引发的问题( Java)
本文介绍了两种实现数组随机打乱的方法,并深入探讨了Java中原始数据类型与对象类型的差异。方法一通过自定义随机数交换数组元素位置,方法二借助`Collections.shuffle()`函数完成数组打乱。同时,文章详细解析了`int`和`Integer`的区别,包括声明方式、内存占用、初始化以及对象特性等,并讲解了自动装箱与拆箱的功能,帮助读者更好地理解Java的基础知识。
|
7月前
|
人工智能 Java
Java 中数组Array和列表List的转换
本文介绍了数组与列表之间的相互转换方法,主要包括三部分:1)使用`Collections.addAll()`方法将数组转为列表,适用于引用类型,效率较高;2)通过`new ArrayList&lt;&gt;()`构造器结合`Arrays.asList()`实现类似功能;3)利用JDK8的`Stream`流式计算,支持基本数据类型数组的转换。此外,还详细讲解了列表转数组的方法,如借助`Stream`实现不同类型数组间的转换,并附带代码示例与执行结果,帮助读者深入理解两种数据结构的互转技巧。
367 1
Java 中数组Array和列表List的转换
|
9月前
|
存储 Java 索引
Java快速入门之数组、方法
### Java快速入门之数组与方法简介 #### 一、数组 数组是一种容器,用于存储同种数据类型的多个值。定义数组时需指定数据类型,如`int[]`只能存储整数。数组的初始化分为静态和动态两种: - **静态初始化**:直接指定元素,系统自动计算长度,如`int[] arr = {1, 2, 3};` - **动态初始化**:手动指定长度,系统给定默认值,如`int[] arr = new int[3];` 数组访问通过索引完成,索引从0开始,最大索引为`数组.length - 1`。遍历数组常用`for`循环。常见操作包括求和、找最值、统计特定条件元素等。
|
7月前
|
存储 监控 Java
《从头开始学java,一天一个知识点》之:数组入门:一维数组的定义与遍历
**你是否也经历过这些崩溃瞬间?** - 看了三天教程,连`i++`和`++i`的区别都说不清 - 面试时被追问&quot;`a==b`和`equals()`的区别&quot;,大脑突然空白 - 写出的代码总是莫名报NPE,却不知道问题出在哪个运算符 这个系列就是为你打造的Java「速效救心丸」!我们承诺:每天1分钟,地铁通勤、午休间隙即可完成学习;直击痛点,只讲高频考点和实际开发中的「坑位」;拒绝臃肿,没有冗长概念堆砌,每篇都有可运行的代码标本。明日预告:《多维数组与常见操作》。 通过实例讲解数组的核心认知、趣味场景应用、企业级开发规范及优化技巧,帮助你快速掌握Java数组的精髓。
128 23
|
7月前
|
存储 Java 索引
Java 复制数组
本文介绍了Java中数组的基础知识与常用操作,包括数组的概念、创建、访问元素、遍历、复制、排序和搜索等方法。同时详细讲解了数组的五种赋值方式,并通过代码示例演示了求总和平均值、最大最小值、升序降序排序及Arrays类的常用方法。内容深入浅出,适合初学者学习掌握Java数组的核心功能与应用场景。
|
6月前
|
存储 Java 数据挖掘
Java 中数组的多种定义方式
本文深入解析了Java中数组的多种定义方式,涵盖基础的`new`关键字创建、直接初始化、动态初始化,到多维数组、`Arrays.fill()`方法以及集合类转换为数组等高级用法。通过理论与实践结合的方式,探讨了每种定义方法的适用场景、优缺点及其背后的原理,帮助开发者掌握高效、灵活的数组操作技巧,从而编写更优质的Java代码。
216 0