Java 第5天 数组

第一章 数组定义和访问

1.1 容器概述

案例分析
现在需要统计某公司员工的工资情况，例如计算平均工资、找到最高工资等。假设该公司有50名员工，用前面所学 的知识，程序首先需要声明50个变量来分别记住每位员工的工资，然后在进行操作，这样做会显得很麻烦，而且错 误率也会很高。因此我们可以使用容器进行操作。将所有的数据全部存储到一个容器中，统一操作。
容器概念

• 容器：是将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素
• 生活中的容器：水杯，衣柜，教室

1.2 数组概念

• 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。

1.3 数组的定义

方式一

• 格式：

  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：
定义可以存储3个整数的数组容器，代码如下：

int[] arr = new int[3];

方式二

格式：

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

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

方式三

格式：

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

int[] arr = {1,2,3,4,5};

1.4 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 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); 
 }

• 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 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); 
//直接输出数组0索引元素 System.out.println(arr[0]); 
}

第二章 数组原理内存图

2.1 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。

2.2 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：
  

2.3 数组在内存中的存储

一个数组内存图

public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; System.out.println(arr);//[I@5f150435 }

以上方法执行，输出的结果是[I@5f150435，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

两个数组内存图

public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; int[] arr2 = new int[2]; System.out.println(arr); System.out.println(arr2); }

两个变量指向一个数组

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]); System.out.println(arr[1]); System.out.println(arr[2]); //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]); }

第三章 数组的常见操作

3.1 数组越界异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果

public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3}; 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。

3.2 数组空指针异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

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。


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

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 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]); } }

3.4 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 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 = 0; 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); }

3.5 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
  • 最小索引超过了最大索引，数组反转操作结束
    

public static void main(String[] args) { 
	int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; 
		/*
		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]); 
	} 
}

第四章 数组作为方法参数和返回值

4.1 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 static void main(String[] args) { 
	int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 }; 
	//调用方法，传递数组 
	printArray(arr); 
}

/* 
	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) { 
	for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
		System.out.println(arr[i]); 
	} 
}

4.2 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 static void main(String[] args) { 
	//调用方法，接收数组的返回值 
	//接收到的是数组的内存地址 
	int[] arr = getArray(); 
	for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
		System.out.println(arr[i]); 
	} 
}

/*
	创建方法，返回值是数组类型 
	return返回数组的地址 
*/
public static int[] getArray() { 
	int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 }; 
	//返回数组的地址，返回到调用者 
	return arr; 
}

4.3 方法的参数类型区别

代码分析

1. 分析下列程序代码，计算输出结果

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

public static void change(int a, int b) {
	 a = a + b; 
	 b = b + a; 
 }

2. 分析下列程序代码，计算输出结果。

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

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

总结:
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.