数组在计算机中的执行原理
Java内存分配介绍
程序都是在内存中执行的，Java程序编译之后会产生一个class文件，然后将这个class文件提取到内存中正在运行的虚拟机里面去执行的。
Java为了便于虚拟机执行这个Java程序，它将虚拟机中的内存区域进行了划分：
- 方法区
- 栈
- 堆
- 本地方法栈
- 程序计数器
目前重要的是关注前三块。
其中，方法区是放置我们编译之后的class文件的，也就是字节码文件。
栈是方法运行时所进入的内存， 由于变量是在方法里的，所以变量也是在这块内存中。
也就是说，一个类中的main方法要执行的时候，它是把main方法提到栈里面来进行执行的。
堆里面放的都是new出来的东西，它会在堆内存中开辟空间并产生地址。
例如数组就是放在堆内存中的。大致了解前三块区域，以后会逐个进行祥解，接下来我们了解一下数组的执行原理。
数组的执行原理
int a = 20; int[] arr = new int[3];
- a是变量，直接放在栈中，a变量中存储的数据就是20这个值。
- new int[3] 是创建一个数组对象，会在堆内存中开辟区域存储3个整数。
- arr是变量，在栈中，arr中存储的是数组对象在堆内存中的地址值。
多变量指向同一数组
当多个数组变量指向同一个数组对象时，它们存储的数组对象的地址都是一样的；因而导致多个变量修改的都是同一个数组对象中的数据。
如果某个数组变量中存储的是null值，代表这个数组变量没有指向数组对象，不能用这个数组变量去访问数据或者访问数组长度。
1、多个数组变量，指向同一个数组对象的原因是什么？需要注意什么？
- 多个数组变量中存储的是同一个数组对象的地址。多个变量修改的都是同一个数组对象中的数据。
2、如果某个数组变量中存储的null，代表什么意思？需要注意什么？·
- 代表这个数组变量没有指向数组对象。
- 可以输出这个变量，但是不能用这个数组变量去访问数据或者访问数组长度，会报空指针异常：NullPointerException。
数组案例
求最大值
| 颜值 | ||
| 15 | 9000 | 10000 |
| 20000 | 9500 | -5 |
找出最高颜值。
实现步骤：
- 把颜值数据拿到程序中去，用数组装起来。
- 定义一个变量用于记录最大值。（最大值初始值设为数组的第一个数据）
- 从第二个位置开始：遍历数组的数据，如果遍历的当前数据大于max变量存储的数据，则替换变量存储的数据为当前数据。
- 循环结束后输出max变量即可。
public class MaxMizing { public static void main(String[] args) { //接入颜值数据 int[] faceScores = {15,9000,10000,20000,9500,-5}; //定义记录颜值最大值的变量，初始化为数组的第一个数据 int Max = faceScores[0]; //遍历数据找出最大值 for(int i = 1; i < faceScores.length; i++) { if(faceScores[i] > Max) { Max = faceScores[i]; } } System.out.println("最高颜值是：" + Max); } }
数组反转
需求：
某个数组有5个数据：10，20，30，40，50，请将这个数组中的数据进行反转。
反转前： [ 10,20,30,40,50 ]
反转后： [ 50,40,30,20,10 ]
数组的反转操作，实际上就是依次前后交换数据即可实现。
public class ReverseArray { public static void main(String[] args) { //准备需求中的数组 int[] arr = {10,20,30,40,50}; //循环依次交换数组第一个和最后一个的数据 int i,j; for(i = 0,j = arr.length - 1; i < j;i++,j--) { //交换数据（可以有多种方法） arr[i] = arr[i] ^ arr[j]; arr[j] = arr[i] ^ arr[j]; arr[i] = arr[i] ^ arr[j]; } //输出反转之后的数组 for(int a = 0; a < arr.length; a++) { System.out.print(arr[a] + " "); } } }
随机排名
需求：
某公司开发部5名开发人员，要进行项目进展汇报演讲，现在采取随机排名后进行汇报。请先依录入5名员工的工号，然后展示出一组随机的排名顺序。
- 在程序中录入5名员工的工号存储起来--->使用动态初始化数组的方式。
- 依次遍历数组中的每个数据。
- 每遍历到一个数据，都随机一个索引值出来，让当前数据与该索引位置处的数据进行交换。
import java.util.Random; import java.util.Scanner; public class RandomRanking { public static void main(String[] args) { //先定义一个动态初始化的数组 int[] codes = new int[5]; //提示用户录入5名员工的工号 Scanner sc = new Scanner(System.in); int i; for(i = 0; i < codes.length;i++) { System.out.println("请您输入当前第" + (i + 1) + "个员工的工号："); int code = sc.nextInt(); codes[i] = code; } //将数组打乱 Random r = new Random(); for(i = 0; i < codes.length;i++) { int index = r.nextInt(codes.length); // 0-4 int temp = codes[index]; codes[index] = codes[i]; codes[i] = temp; } //输出打乱后的员工工号 for (i = 0; i < codes.length;i++) { System.out.print(codes[i] + " "); } } }
Debug工具的使用
- IDEA自带的断点调试工具，可以控制代码从断点开始一行一行的执行，然后详细观看程序执行的情况。
基本使用步骤
- 在需要控制的代码行左侧，点击一下，形成断点
- 选择使用Debug方式启动程序，启动后程序会在断点暂停
- 控制代码一行一行的往下执行
END
