前言: 即使生活变得再糟糕。也不妨碍你变得更好

大家好我是擦擦屁屁闻闻手,单个定义变量什么的我们都会了,那如果有100个、1000个甚至更多,那我们要定义这么多么,那还不得累的手抽抽,估计要这样离弃坑也不远了,显然不会是这样,Java已经帮我们定义了一个容器,这个容器就是今天的主人公: 数组

容器概述

概念:将多个数据存储在一起,每个数据称之为该容器的元素,生活中水杯、饭碗、衣柜等等都是容器(碗里放豆子,碗就是容器,每颗豆子都是碗的元素)

数组

概念:数组就是存储数据 长度固定 的容器，保证多个数据的数据类型要一致
数组的定义:

格式一

数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];
数组定义格式详解：
- 数组存储的数据类型：创建的数组容器可以存储什么数据类型。
- [] : 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，创建数组使用的关键字。
- 数组存储的数据类型：创建的数组容器可以存储什么数据类型。
- [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:定义可以储存3个整数的数组容器

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[3];
        System.out.println(array.length);// 3
    }
}

length属性可以获得数组的长度

格式二

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

举例:定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器

public class Test {
  
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
        System.out.println(Arrays.toString(arr));// [1, 2, 3, 4, 5]
    }
}

Arrays.toString()这个方法是是用来将数组转换成String类型输出的，入参可以是long，float，double，int，boolean，byte，object型的数组。

格式三

数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};

举例:定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器

public class Test {
  
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(Arrays.toString(arr));// [1, 2, 3, 4, 5]
    }
}

数组的访问

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
格式: 数组名[索引]
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 class Test {
   
    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(arr.length); // 5
    }
}

索引访问数组中的元素：
- 数组名[索引]=数值，为数组中的元素赋值
- 变量=数组名[索引]，获取出数组中的元素

public class Test {
   
    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); //6
        //直接输出数组0索引元素
        System.out.println(arr[0]);// 6
    }
}

数组原理内存图

内存概述:

内存是计算机中的重要原件,临时存储区域，作用是运行程序。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

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

JVM的内存划分

区域名称	作用
寄存器	给CPU使用,和我们开发无关
本地方法栈	Jvm在使用操作系统功能的时候使用,和我们开发无关
方法区	存储可以运行的class文件
堆内存	存储对象或者数组,new是来创建的,都存储在堆内存
方法栈	方法运行时使用的内存,比如main方法进行,进入方法栈中进行

数组在内存中的存储

一个数组的内存图

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
      int[] arr = new int[3];
      System.out.println(arr); // [I@78308db1
    }
}

以上方法执行，输出的结果是[I@78308db1,这个是什么呢？是数组在内存中的地址 new出来的内容,都是在堆内存中存储的,而方法中的变量arr保存的是数组的地址。

输出arr[0]，就会输出arr保存的内存地址中数组中0索引上的元素

两个数组的内存图

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
      int[] arr = new int[3];
      int[] arr2 = new int[2];
      System.out.println(arr);//[I@78308db1
      System.out.println(arr2);// [I@27c170f0
    }
}

两个变量指向一个数组

public class Test {
   
    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]); //5
        System.out.println(arr[1]);//6
        System.out.println(arr[2]);//7
        //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]);//9
    }
}

数组的常见操作

数组越界异常

public class Test {
    static int count = 0;
    private static Scanner input = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) {
        // 定义数组，存储3个元素
        int[] arr = {1,2,3};
        //获取索引为3的元素
        System.out.println(arr[3]);
    }
}

创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是0，1，2，没有3索引，因此我们不能访问数组中不存在的索引，程序运行后，将会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException数组越界异常。在开发中数组的越界异常是不能出现的`，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

空指针异常

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3};
        arr = null;
        System.out.println(arr[0]);
    }
}

arr = null这行代码，意味着变量arr将不会在保存数组的内存地址，也就不允许再操作数组了，因此运行的时候会抛出NullPointerException空指针异常。在开发中数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码

空指针异常在内存图中的表现

数组遍历【重点】

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

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        System.out.println(arr[0]); //1
        System.out.println(arr[1]); //2
        System.out.println(arr[2]); //3
        System.out.println(arr[3]); //4
        System.out.println(arr[4]); //5
    }
}

以上代码是可以将数组中每个元素全部遍历出来，但是如果数组元素非常多，这种写法肯定不行，因此我们需要改造成循环的写法。数组的索引是0 到lenght-1,可以作为循环的条件出现

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);//依次输出数组中的元素  1 2 3 4 5
        }
    }
}

数组获取最大值元素

最大值获取：从数组的所有元素中找出最大值
实现思路：
- 定义变量，保存数组0索引上的元素
- 遍历数组，获取出数组中的每个元素
- 将遍历到的元素和保存数组0索引上值的变量进行比较
- 如果数组元素的值大于了变量的值，变量记录住新的值
- 数组循环遍历结束，变量保存的就是数组中的最大值

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
           int[] arr = { 5, 15, 2000, 10000, 100, 4000 };
          //定义变量，保存数组中0索引的元素
          int max = arr[0];
          //遍历数组，取出每个元素
          for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
          //遍历到的元素和变量max比较
          //如果数组元素大于max
              if (arr[i] > max) {
              //max记录住大值
              max = arr[i];
             }
        }
        System.out.println("数组最大值是： " + max);
    }
}

这个就不画图了我觉得还是举例子好理解一点(华山论剑)
- 首先数组里的五个元素相当于五位大佬(南帝,北丐,东邪,西毒,中神通)要开始华山论剑了
- 这时候五个人中有一个跳了出来为了跟上边保持一致那就是南帝跳出来了站在了擂台上(数组中的第一个元素此时max的值就是南帝)
- 剩下的四个人依次出来比武,如果打赢了原本擂台上的人,就站在擂台上原来的人就下去
- 最后只剩下最强的那一个站在擂台上

数组反转

数组的反转:数组中的元素颠倒顺序，例如原始数组为1,2,3,4,5，反转后的数组为5,4,3,2,1
- 实现思想：数组最远端的元素互换位置。
- 实现反转，就需要将数组最远端元素位置交换
- 定义两个变量，保存数组的最小索引和最大索引
- 两个索引上的元素交换位置
- 最小索引++，最大索引--，再次交换位置
- 最小索引不小于最大索引，数组反转操作结束

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8};
          /*
          循环中定义变量min=0最小索引
          max=arr.length‐1最大索引
          min++,max‐‐
          */
        for (int min = 0, max = arr.length - 1; min < max; min++, max--) {
            //利用第三方变量完成数组中的元素交换
            int temp = arr[min];
            arr[min] = arr[max];
            arr[max] = temp;
        }
        // 反转后，遍历数组
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);// 依次输出 8 6 5 4 3 2 1
        }

    }
}

一种更简单的写法,那就是倒着遍历

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8};
        //数组长度减1才是数组中最后一个索引,因为数组的索引是从0开始的
        for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
            System.out.println(arr[i]);// 依次输出 8 6 5 4 3 2 1
        }
    }
}

数组作为方法参数和返回值

数组作为方法参数

以前的方法中我们学习了方法的参数和返回值，但是使用的都是基本数据类型。那么作为引用类型的数组能否作为方法的参数进行传递呢,当然是可以的

数组作为方法参数传递，传递的参数是数组内存的地址

public class Test {
   
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 };
        //调用方法，传递数组
        printArray(arr);//arr=[I@78308db1
    }
    /*
    创建方法，方法接收数组类型的参数
    进行数组的遍历
    */
    public static void printArray(int[] arr) { //arr=[I@78308db1
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}

数组作为方法返回值

数组作为方法的返回值，返回的是数组的内存地址

public class Test {
   
   public static void main(String[] args) {
        int[] arr = getArray(); //arr=[I@78308db1
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

    public static int[] getArray() {
        int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9};//arr=[I@78308db1
        //返回数组的地址，返回到调用者
        return arr;//arr=[I@78308db1
    }
}

方法的参数类型区别

分析下列程序代码，计算输出结果。

public class Test {
    static int count = 0;
    private static Scanner input = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        System.out.println(a); //1
        System.out.println(b);//2
        change(a, b);
        System.out.println(a);//1
        System.out.println(b);//2
    }
    public static void change(int a, int b) {
        a = a + b;
        b = b + a;
    }
}

public class Test {
    static int count = 0;
    private static Scanner input = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 3, 5};
        System.out.println(arr[0]); // 1
        change(arr);
        System.out.println(arr[0]);// 200
    }

    public static void change(int[] arr) {
        arr[0] = 200;
    }
}

重点: java全部都是值传递,没有引用传递,方法的参数为基本类型时,传递的是数据值. 方法的参数为引用类型时,传递的是地址值

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Java基础之数组