【Java语法】数组详解

署前街的少年
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JavaSE Array类详解

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一、数组的基本概念

1 . 数组的创建
int[] array1 = new int[10]; // 创建一个容纳10个int类型元素的数组
double[] array2 = new double[5]; // 创建一个容纳5个double类型元素的数组
String[] array3 = new double[3]; // 创建一个容纳3个字符串元素的数组
2 . 数组的初始化

✅数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。

☁动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

int[] array = new int[10];

☁静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定

int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
String[] array3 = new String[]{"hello", "Java", "!!!"};

【注意事项】

  • 静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。
  • 静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。
  • 静态初始化可以简写，省去后面的new T[]。

比如：

int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

静态初始化和动态初始化也可以分为两步

//静态初始化
int[] array1;
array1 = new int[10];
//动态初始化
int[] array2;
array2 = new int[](10,20,30);
//此处不可省略new int[];

未初始化的数组中含有其默认值

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3 . 数组的使用

数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从0开始的，依次递增，该编号称为数组的下标，数组可以通过下标访问其任意位置的元素。比如：

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);
System.out.println(array[4]);
// 也可以通过[]对数组中的元素进行修改
array[0] = 100;
System.out.println(array[0]);

【注意事项】

  • 数组是一段连续的内存空间，因此支持随机访问，即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素
  • 下标从0开始，介于[0, N）之间不包含N，N为元素个数，不能越界，否则会报出下标越界异常。
//数组越界
Exception in thread"main"java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
4. 数组遍历
  • 使用for循环和 数组.length获取数组的元素并遍历
int[]  array1 = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < array1.length; i++){
      System.out.println(array[i]);
}
  • for-each 遍历数组
int[] array = {1, 2, 3};
//定义数组的类型：数组名
 for (int x : array) {
       System.out.println(x);
}

for-each遍历的缺点：无法获取数组的下标

  • toString 打印数组

    public class Test{
     int[] array ={1,2,3,4,5,6};
     System.out.println(array.toString(array));
}

  • 数组越界

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5. 数组是引用类型

5.1 简单了解JVM的内存分布

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  • 虚拟机栈(JVM Stack): 与方法调用相关的一些信息，每个方法在执行时，都会先创建一个栈帧，栈帧中包含 有：局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址以及其他的一些信息，保存的都是与方法执行时相关的一些信息。比如：局部变量。当方法运行结束后，栈帧就被销毁了，即栈帧中保存的数据也被销毁了。

  • 堆(Heap): JVM所管理的最大内存区域. 使用 new 创建的对象都是在堆上保存 (例如前面的 new int[]{1, 2, 3} )，堆是随着程序开始运行时而创建，随着程序的退出而销毁，堆中的数据只要还有在使用，就不会被销 毁 。

    5.2 引用数据类型

  • 基本类型变量与引用类型变量

public static void test(){
     int a = 10;
     int b = 20;
     int[] arr = new int[]{1,2,3};
}

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public class TestArray {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array ={2,3,5,6};
        System.out.println(array);
    }
}
// 可以认为array这个引用存放的是数组s
// 一个引用不能指向多个对象
//输出的是地址通过哈希得到的，可以简单理解为地址

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  • 引用传递
 public static void main(String[] args) {
        int[] array2 = {2, 3, 4, 3, 5};
        System.out.println(Arrays.toString(array2));
        int[] array3 = array2;
        System.out.println(Arrays.toString(array3));
    }
 // array3这个引用指向了array2这个引用所指向的对象，通过array3修改数值也会影响原来的值

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public static void main(String[] args) {
        int array[] = {1,2,3,4};
        int array2[] ={4,5,6,7};
        array = array2;
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        System.out.println(Arrays.toString(array2));
    }
//array这个引用被改为指向array2所指向的对象，array原本在堆区所指向的对象被自动释放

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  • 引用中的实参与形参
   public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1,2,3,4,5};
        fun2(array1);
        System.out.println(Arrays.toString(array1));
        int[] array2 ={6,7,8,9};
        fun1(array2);
        System.out.println(Arrays.toString(array2));
    }
    public static void fun2(int[] array){
        array[2] = 100;
    }
    public static void fun1(int[] array){
         array = new int[10];
    }
//fun1  修改了形参自己的指向
//fun2  修改了实参所指向对象的值
//array 打印时输出的时实参指向的对象

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  • 空指针异常
int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);

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null 在 Java 中表示 "空引用" , 也就是一个不指向对象的引用 ，类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操作. 一旦尝试读写, 会NullPointerException.

  • 数组作为返回值
   public static void main(String[] args) {
        int[] ret = fun3();
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
    public static int[] fun3(){
        int[] tmp = {1,2,3,4,5};
        return tmp;
    }
//返回数组并打印

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二、数组的基本使用

1. 数组转字符串
    /**
     * 数组转字符串
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {2,5,6,7,8};
        String ret = Arrays.toString(array);
        System.out.println(ret);
    }

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简单模拟实现

 public static String myTostring(int[] tmp){
        String ret ="[";
        int i;
        if(tmp == null){
            return null;
        }
        for (i =0;i<tmp.length;i++) {
            ret += tmp[i];
​
            if (i != tmp.length - 1) {
                ret += ",";
            }
        }
        ret+="]";
        return ret;
    }
2. 数组的拷贝
  • Arrays.copyof()
public static void main(String[] args) {
// newArr和arr引用的是同一个数组
// 因此newArr修改空间中内容之后，arr也可以看到修改的结果
        int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
        int[] newArr = arr;
        newArr[0] = 10;
        System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(arr));
// 使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝： copyOf方法在进行数组拷贝时，创建了一个新的数组
// arr和newArr引用的不是同一个数组
        arr[0] = 1;
        newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
        System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
// 因为arr修改其引用数组中内容时，对newArr没有任何影响
        arr[0] = 10;
        System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr));
        System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
// 拷贝某个范围.
        int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4);
        System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2));
//利用copyof特性，对数组实现扩容
        int[] newArr3 = Arrays.copyOf(arr,2*arr.length);
        System.out.println(Arrays.toString(newArr3));
}

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  • Arrays.copyof()源码

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  • arraycopy
int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
int copy[] = new int[arr.length];
System.arraycopy(arr,0,copy,0,arr.length-3);
////(被拷贝的数组1，拷贝数组1的起始位置，目的数组2，数组2的起始位置，拷贝长度)
//支持局部的拷贝
System.out.println("copy: " + Arrays.toString(copy));

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Arrays.copyofRange

int[] arr = {1,2,3,4,5,6};     
int copy2[] = Arrays.copyOfRange(arr,3,5);
//拷贝的下标范围为[3,5)；
System.out.println(Arrays.toString(copy2));

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array.clone()

int[] arr = {1,2,3,4,5,6};   
int copy3[] = arr.clone();
System.out.println("arr: "+Arrays.toString(arr));
System.out.println("copy3: "+Arrays.toString(copy3));

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3.数组的排序
int array[] = {1,4,5,3,6,2};
System.out.println("排序前");
System.out.println(Arrays.toString(array));
Arrays.sort(array);
System.out.println("排序后");
System.out.println(Arrays.toString(array));

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三、二维数组

二维数组的初始化

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二维数组特点

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二维数组打印
int[][] data = new int[10][5];
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
    for (int j = 0; j < data[0].length; j++) {
        data[i][j] = i * j;
    }
}
​
//int[] data1 : data 一维数组 :二维数组  外层 
for (int[] data1 : data) {   一维数组元素 ： 一维数组 n
    for (int data2 : data1)
        System.out.printf("%d\t", data2);
    System.out.println();   
}
​

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Arrays.toString打印的是每行的地址 ，使用Arrays.deepToString打印的是元素

二维数组中元素的查找

i ： array.length;外层

j : array[0].length内层

public class Solution {
    public boolean Find(int target, int [][] array) {
        for(int i = 0;i<array.length;i++){
            for(int j = 0;j<array[0].length;j++){
                if(array[i][j] == target)
                    return true;
            }
        }
        return false;
    }
}
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