1. 数组的概述
1.1 为什么需要数组
需求分析1：
需要统计某公司50个员工的工资情况，例如计算平均工资、找到最高工资等。用之前知识，首先需要声明50个变量来分别记录每位员工的工资，这样会很麻烦。因此我们可以将所有的数据全部存储到一个容器中统一管理，并使用容器进行计算。
需求分析2：
容器的概念：
- **生活中的容器：**水杯（装水等液体），衣柜（装衣服等物品），集装箱（装货物等）。
- **程序中的容器：**将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。
1.2 数组的概念
- 数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
- 数组中的概念
- 数组名
- 下标（或索引）
- 元素
- 数组的长度
数组的特点：
- 数组本身是
引用数据类型，而数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和引用数据类型。 - 创建数组对象会在内存中开辟一整块
连续的空间。占据的空间的大小，取决于数组的长度和数组中元素的类型。 - 数组中的元素在内存中是依次紧密排列的，有序的。
- 数组，一旦初始化完成，其长度就是确定的。数组的
长度一旦确定，就不能修改。 - 我们可以直接通过下标(或索引)的方式调用指定位置的元素，速度很快。
- 数组名中引用的是这块连续空间的首地址。
1.3 数组的分类
1、按照元素类型分：
- 基本数据类型元素的数组：每个元素位置存储基本数据类型的值
- 引用数据类型元素的数组：每个元素位置存储对象（本质是存储对象的首地址）（在面向对象部分讲解）
2、按照维度分：
- 一维数组：存储一组数据
- 二维数组：存储多组数据，相当于二维表，一行代表一组数据，只是这里的二维表每一行长度不要求一样。
2. 一维数组的使用
2.1 一维数组的声明
格式：
//推荐 元素的数据类型[] 一维数组的名称; //不推荐 元素的数据类型 一维数组名[];
举例：
int[] arr; int arr1[]; double[] arr2; String[] arr3; //引用类型变量数组
数组的声明，需要明确：
（1）数组的维度：在Java中数组的符号是[]，[]表示一维，[][]表示二维。
（2）数组的元素类型：即创建的数组容器可以存储什么数据类型的数据。元素的类型可以是任意的Java的数据类型。例如：int、String、Student等。
（3）数组名：就是代表某个数组的标识符，数组名其实也是变量名，按照变量的命名规范来命名。数组名是个引用数据类型的变量，因为它代表一组数据。
举例：
public class ArrayTest1 { public static void main(String[] args) { //比如，要存储一个小组的成绩 int[] scores; int grades[]; // System.out.println(scores);//未初始化不能使用 //比如，要存储一组字母 char[] letters; //比如，要存储一组姓名 String[] names; //比如，要存储一组价格 double[] prices; } }
注意：Java语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的个数)。 例如： int a[5]; //非法
2.2 一维数组的初始化
2.2.1 静态初始化
- 如果数组变量的初始化和数组元素的赋值操作同时进行，那就称为静态初始化。
- 静态初始化，本质是用静态数据（编译时已知）为数组初始化。此时数组的长度由静态数据的个数决定。
- 一维数组声明和静态初始化格式1：
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3,...}; 或 数据类型[] 数组名; 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3,...};
- new：关键字，创建数组使用的关键字。因为数组本身是引用数据类型，所以要用new创建数组实体。
例如，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 //或 int[] arr; arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确
- 一维数组声明和静态初始化格式2：
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，不能分成两个语句写
例如，定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器
int[] arr = {1,2,3,4,5};//正确 int[] arr; arr = {1,2,3,4,5};//错误
举例：
public class ArrayTest2 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5};//右边不需要写new int[] int[] nums; nums = new int[]{10,20,30,40}; //声明和初始化在两个语句完成，就不能使用new int[] char[] word = {'h','e','l','l','o'}; String[] heros = {"袁隆平","邓稼先","钱学森"}; System.out.println("arr数组：" + arr);//arr数组：[I@1b6d3586 System.out.println("nums数组：" + nums);//nums数组：[I@4554617c System.out.println("word数组：" + word);//word数组：[C@74a14482 System.out.println("heros数组：" + heros);//heros数组：[Ljava.lang.String;@1540e19d } }
2.2.2 动态初始化
数组变量的初始化和数组元素的赋值操作分开进行，即为动态初始化。
动态初始化中，只确定了元素的个数（即数组的长度），而元素值此时只是默认值，还并未真正赋自己期望的值。真正期望的数据需要后续单独一个一个赋值。
格式：
数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度]; 或 数组存储的数据类型[] 数组名字; 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];
- [长度]：数组的长度，表示数组容器中可以最多存储多少个元素。
- **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升是固定的。
举例1：正确写法
int[] arr = new int[5]; int[] arr; arr = new int[5];
举例2：错误写法
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[]中指定元素个数了。
2.3 一维数组的使用
2.3.1 数组的长度
- 数组的元素总个数，即数组的长度
- 每个数组都有一个属性length指明它的长度，例如：arr.length 指明数组arr的长度(即元素个数)
- 每个数组都具有长度，而且一旦初始化，其长度就是确定，且是不可变的。
2.3.2 数组元素的引用
如何表示数组中的一个元素？
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)或下标，可以通过数组的索引/下标访问到数组中的元素。
数组名[索引/下标]
数组的下标范围？
Java中数组的下标从[0]开始，下标范围是[0, 数组的长度-1]，即[0, 数组名.length-1]
数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
举例
public class ArrayTest3 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5}; System.out.println("arr数组的长度：" + arr.length); System.out.println("arr数组的第1个元素：" + arr[0]);//下标从0开始 System.out.println("arr数组的第2个元素：" + arr[1]); System.out.println("arr数组的第3个元素：" + arr[2]); System.out.println("arr数组的第4个元素：" + arr[3]); System.out.println("arr数组的第5个元素：" + arr[4]); //修改第1个元素的值 //此处arr[0]相当于一个int类型的变量 arr[0] = 100; System.out.println("arr数组的第1个元素：" + arr[0]); } }
2.4 一维数组的遍历
将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。for循环与数组的遍历是绝配。
举例1
public class ArrayTest4 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}; //打印数组的属性，输出结果是5 System.out.println("数组的长度：" + arr.length); //遍历输出数组中的元素 System.out.println("数组的元素有："); for(int i=0; i<arr.length; i++){ System.out.println(arr[i]); } } }
举例2
public class ArrayTest5 { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[5]; System.out.println("arr数组的长度：" + arr.length); System.out.print("存储数据到arr数组之前：["); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(arr[i]); }else{ System.out.print("," + arr[i]); } } System.out.println("]"); //初始化 /* arr[0] = 2; arr[1] = 4; arr[2] = 6; arr[3] = 8; arr[4] = 10; */ for (int i = 0; i < arr.length; i++) { arr[i] = (i+1) * 2; } System.out.print("存储数据到arr数组之后：["); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(arr[i]); }else{ System.out.print("," + arr[i]); } } System.out.println("]"); } }
2.5 数组元素的默认值
数组是引用类型，当我们使用动态初始化方式创建数组时，元素值只是默认值。例如：
public class ArrayTest6 { public static void main(String argv[]){ int a[]= new int[5]; System.out.println(a[3]); //a[3]的默认值为0 } }
对于基本数据类型而言，默认初始化值各有不同。
对于引用数据类型而言，默认初始化值为null（注意与0不同！)
public class ArrayTest7 { public static void main(String[] args) { //存储26个字母 char[] letters = new char[26]; System.out.println("letters数组的长度：" + letters.length); System.out.print("存储字母到letters数组之前：["); for (int i = 0; i < letters.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(letters[i]); }else{ System.out.print("," + letters[i]); } } System.out.println("]"); //存储5个姓名 String[] names = new String[5]; System.out.println("names数组的长度：" + names.length); System.out.print("存储姓名到names数组之前：["); for (int i = 0; i < names.length; i++) { if(i==0){ System.out.print(names[i]); }else{ System.out.print("," + names[i]); } } System.out.println("]"); } }
3. 一维数组内存分析
3.1 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 |
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。 |
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。 |
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。 |
| 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 |
| 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 |
3.2 一维数组在内存中的存储
1、一个一维数组内存图
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; System.out.println(arr);//[I@5f150435 }
2、数组下标为什么是0开始
因为第一个元素距离数组首地址间隔0个单元格。
3、两个一维数组内存图
两个数组独立
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; int[] arr2 = new int[2]; System.out.println(arr); System.out.println(arr2); }
