一、数组的概述
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
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)
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
二、一维数组
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;//推荐
int arr1[];//不推荐
double[] arr2;
String[] arr3;
数组的声明,需要明确:
- 数组的维度:在Java中数组的符号是[],[]表示一维,[][]表示二维
- 数组的元素类型:可以是任意的Java的数据类型。例如:int、String、Student等
- 数组名:数组名是个引用数据类型的变量,因为它代表一组数据
2、一维数组的初始化
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,...};
- 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
- <font color="##DC143C">**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
>**<font size="3">动态初始化**
- <font color="#dd0000">**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。**
- 正确写法
int[] arr = new int[5];
int[] arr;
arr = new int[5];
- 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
## 3、一维数组的使用
>**<font size="3">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
- 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
>**<font size="3">数组元素的引用**
- 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)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]**
>**<font size="3">数组元素的默认值**
- 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!)

## 4、一维数组内存分析
>**<font size="3">一个一维数组内存图**
```java
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[3];
System.out.println(arr);//[I@5f150435
}
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
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);
}
三、二维数组
1、二维数组的声明与初始化
声明
二维数组声明的语法格式:
- 推荐:
- 元素的数据类型[] [] 二维数组的名称;
- 不推荐(但也支持不报错):
- 元素的数据类型 二维数组名[][];
- 元素的数据类型[] 二维数组名[];
例如:
public class Test20TwoDimensionalArrayDefine {
public static void main(String[] args) {
//存储多组成绩
int[][] grades;
//存储多组姓名
String[][] names;
}
}
静态初始化
格式:
int[][] arr = new int[][]{
{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};
- 定义一个名称为arr的二维数组,二维数组中有三个一维数组
- 每一个一维数组中具体元素也都已初始化
- 第一个一维数组 arr[0] = {3,8,2}
- 第二个一维数组 arr[1] = {2,7}
- 第三个一维数组 arr[2] = {9,0,1,6}
- 第三个一维数组的长度表示方式:arr[2].length
举例
int[][] arr = {
{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};//声明与初始化必须在一句完成
int[][] arr = new int[][]{
{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};
int[][] arr = new int[3][3]{
{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};//错误,静态初始化右边new 数据类型[][]中不能写数字
动态初始化
格式1:规则二维表:每一行的列数是相同的
//(1)确定行数和列数
元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[m][n];
//其中,m:表示这个二维数组有多少个一维数组。或者说一共二维表有几行
//其中,n:表示每一个一维数组的元素有多少个。或者说每一行共有一个单元格
//此时创建完数组,行数、列数确定,而且元素也都有默认值
//(2)再为元素赋新值
二维数组名[行下标][列下标] = 值;
举例:
int[][] arr = new int[3][2];
- 定义了名称为arr的二维数组
- 二维数组中有3个一维数组
- 每一个一维数组中有2个元素
- 一维数组的名称分别为arr[0], arr[1], arr[2]
- 给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是:
arr[0][1] = 78;
格式2:不规则:每一行的列数不一样
//(1)先确定总行数
元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[总行数][];
//此时只是确定了总行数,每一行里面现在是null
//(2)再确定每一行的列数,创建每一行的一维数组
二维数组名[行下标] = new 元素的数据类型[该行的总列数];
//此时已经new完的行的元素就有默认值了,没有new的行还是null
//(3)再为元素赋值
二维数组名[行下标][列下标] = 值;
举例:
int[][] arr = new int[3][];
- 二维数组中有3个一维数组。
- 每个一维数组都是默认初始化值null (注意:区别于格式1)
- 可以对这个三个一维数组分别进行初始化:arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2];
- 注:
int[][]arr = new int[][3];
//非法
2、数组的长度和角标
- 二维数组的长度/行数:二维数组名.length
- 二维数组的某一行:二维数组名[行下标]
- 此时相当于获取其中一组数据
- 它本质上是一个一维数组
- 行下标的范围:[0, 二维数组名.length-1]
- 此时把二维数组看成一维数组的话,元素是行对象。
- 某一行的列数:二维数组名[行下标].length,因为二维数组的每一行是一个一维数组。
- 某一个元素:二维数组名[行下标][列下标],即先确定行/组,再确定列。
举例:
public class Test22TwoDimensionalArrayUse {
public static void main(String[] args){
//存储3个小组的学员的成绩,分开存储,使用二维数组。
/*
int[][] scores1;
int scores2[][];
int[] scores3[];*/
int[][] scores = {
{
85,96,85,75},
{
99,96,74,72,75},
{
52,42,56,75}
};
System.out.println(scores);//[[I@15db9742
System.out.println("一共有" + scores.length +"组成绩.");
//[[:代表二维数组,I代表元素类型是int
System.out.println(scores[0]);//[I@6d06d69c
//[:代表一维数组,I代表元素类型是int
System.out.println(scores[1]);//[I@7852e922
System.out.println(scores[2]);//[I@4e25154f
//System.out.println(scores[3]);//ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
System.out.println("第1组有" + scores[0].length +"个学员.");
System.out.println("第2组有" + scores[1].length +"个学员.");
System.out.println("第3组有" + scores[2].length +"个学员.");
System.out.println("第1组的每一个学员成绩如下:");
//第一行的元素
System.out.println(scores[0][0]);//85
System.out.println(scores[0][1]);//96
System.out.println(scores[0][2]);//85
System.out.println(scores[0][3]);//75
//System.out.println(scores[0][4]);//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4
}
}
3、二维数组的遍历
for(int i=0; i<二维数组名.length; i++){ //二维数组对象.length
for(int j=0; j<二维数组名[i].length; j++){//二维数组行对象.length
System.out.print(二维数组名[i][j]);
}
System.out.println();
}
举例:
public class Test23TwoDimensionalArrayIterate {
public static void main(String[] args) {
//存储3个小组的学员的成绩,分开存储,使用二维数组。
int[][] scores = {
{
85,96,85,75},
{
99,96,74,72,75},
{
52,42,56,75}
};
System.out.println("一共有" + scores.length +"组成绩.");
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
System.out.print("第" + (i+1) +"组有" + scores[i].length + "个学员,成绩如下:");
for (int j = 0; j < scores[i].length; j++) {
System.out.print(scores[i][j]+"\t");
}
System.out.println();
}
}
}
4、二位数组的内存解析
- 二维数组本质上的元素类型是
一维数组的一维数组
举例1:
举例2:
四、Arrays工具类的使用
java.util.Arrays类即为操作数组的工具类,包含了用来操作数组(比如排序和搜索)的各种方法
数组元素拼接
- static String toString(int[] a) :字符串表示形式由数组的元素列表组成,括在方括号("[]")中。
- 相邻元素用字符 ", "(逗号加空格)分隔
- 形式为:[元素1,元素2,元素3。。。]
- static String toString(Object[] a) :字符串表示形式由数组的元素列表组成,括在方括号("[]")中
- static String toString(int[] a) :字符串表示形式由数组的元素列表组成,括在方括号("[]")中。
数组排序
- 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 void sort(Object[] a) :根据元素的自然顺序对指定对象数组按升序进行排序
- static void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) :根据指定比较器产生的顺序对指定对象数组进行排序
数组元素的二分查找
- static int binarySearch(int[] a, int key) 、static int binarySearch(Object[] a, Object 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 binarySearch(int[] a, int key) 、static int binarySearch(Object[] a, Object key)
数组的复制
- 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 T[] copyOf(T[] 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 T[] copyOfRange(T[] 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
比较两个数组是否相等
- 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 boolean equals(Object[] a,Object[] a2):比较两个数组的长度、元素是否完全相同
填充数组
- static void fill(int[] a, int val) :用val值填充整个a数组
- static void fill(Object[] a,Object val):用val对象填充整个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值
- static void fill(Object[] a, int fromIndex, int toIndex, Object val) :将a数组[fromIndex,toIndex)部分填充为val对象
举例:
public class ArraysTest {
public static void main(String[] args) {
//1. boolean equals(int[] a,int[] b):比较两个数组的元素是否依次相等
int[] arr1 = new int[]{
1,2,3,4,5};
int[] arr2 = new int[]{
1,2,3,4,5};
System.out.println(arr1 == arr2); // false
boolean isEquals = Arrays.equals(arr1,arr2);
System.out.println(isEquals); // true
//2. String toString(int[] a):输出数组元素信息。
System.out.println(arr1); // [I@4517d9a3
System.out.println(Arrays.toString(arr1)); // [1, 2, 3, 4, 5]
//3.void fill(int[] a,int val):将指定值填充到数组之中。
Arrays.fill(arr1,10);
System.out.println(Arrays.toString(arr1)); // [10, 10, 10, 10, 10]
//4. void sort(int[] a):使用快速排序算法实现的排序
int[] arr3 = new int[]{
34,54,3,2,65,7,34,5,76,34,67};
Arrays.sort(arr3);
System.out.println(Arrays.toString(arr3)); // [2, 3, 5, 7, 34, 34, 34, 54, 65, 67, 76]
//5. int binarySearch(int[] a,int key):二分查找
//使用前提:当前数组必须是有序的
int index = Arrays.binarySearch(arr3,15);
if(index >= 0){
System.out.println("找到了,索引位置为:" + index);
}else{
System.out.println("未找到");
}
}
}