24从零开始学Java之如何正确地使用一维数组

作者：孙玉昌，昵称【一一哥】，另外【壹壹哥】也是我哦

千锋教育高级教研员、CSDN博客专家、万粉博主、阿里云专家博主、掘金优质作者

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前言

在之前的文章中，壹哥给大家讲解了java里的顺序结构、分支结构、循环结构等内容，这些内容为我们之后的学习打下了坚实的基础。今天我们就开始学习一种新的知识点--数组，它是一种引用类型，也是一种集合。接下来，引用类型和集合都是我们要重点学习的内容，请大家做好准备哦。

-----------------------------------------------前戏已做完，精彩即开始---------------------------------------------

全文大约【3600】字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富案例及配图视频，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考......

一. 数组简介

我们可以想一个问题，如果现在让你存储100个学生的数学成绩，你该怎么存储呢？难道要定义100个变量，每个变量代表一个学生的成绩吗？如果是存储1000个、10000个、乃至更多学生的成绩怎么办？如果是定义一个个变量进行存储，就太麻烦了，而且这也不符合项目开发时对复用性、可读性等方面的要求。所以我们肯定不能这么编程。那么现在解决的办法，就是可以使用”数组“来进行实现。

1. 概念

所谓的数组(Array)，就是数据的组合，简单地说就是一个存储容器，里面可以包含多个数据。该容器在内存中开辟了一块连续的存储空间，可以用来保存相同类型的多个数据。给大家举个栗子，下图的这个东西你见过吗？

有的人说这不是鸡蛋吗？其实壹哥想让你看的是存储这些鸡蛋的”容器“--鸡蛋托！一个鸡蛋托有多个存储格子，每个格子只能存储一个鸡蛋，并且这些格子只能用来存储鸡蛋，不能存储其他的东西。一个鸡蛋托可以存储的鸡蛋数量是有限的，不能无限存储。

其实Java里的数组就类似于是”鸡蛋托“，数组中存储的数据元素就是一个个的”鸡蛋“。一个数组占据了内存中的一片连续空间，只能存储相同类型的数据，数组有一定的存储空间。我们在创建数组时，需要先声明数组的类型，之后该数组中只能存储指定类型的数据。

• 我们把存储在数组中的每一个数据，称为”数据元素“。这些数据元素会按着一定的顺序排列存储，并赋予每个数据元素对应的编号。我们可以直接通过编号(索引、下标)的方式来调用指定位置上的数据元素，查找速度会很快。
• 数组本身是引用类型，但数组中的数据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。
• 数组创建时需要指定一个名称，并会在内存中开辟一整块连续的内存空间，数组名引用的就是这块连续空间的首地址(第一个地址)。
• 数组创建后，长度一旦确定，就不能再被修改。

2. 特点

根据上述定义，壹哥给大家提取一下数组这种数据结构的特点：

• 数组中保存的数据，其数据类型必须是相同；
• 数组的长度是固定的，一旦定义，其长度就不能被改变。

3. 分类

Java里的数组，按照不同的标准可以有多种划分方式。

• 按照维度：一维数组、二维数组、多维数组；
• 按照数据类型：基本类型元素的数组、引用类型元素的数组(即对象数组)。

4. 默认值

数组本身是引用类型，它的元素相当于是类的成员变量，因此数组一经分配内存空间，其中的每个元素也会按照成员变量的方式被进行隐式初始化。这些不同类型的数据元素有着自己对应的默认值：

• 整型数组默认值：0；
• 浮点型数组默认值：0.0；
• 布尔类型数组默认值：false；
• 字符型数组默认值：0 或者' '或者 '\u0000'；
• 引用类型数组默认值：null。

其中null是一种特殊的值，表示当前对象在内存中没有指向任何的地址。而""表示一个空字符串，在内存中是有对应的内存地址的。

5. 数组长度

每个数组都有一个length属性，代表它的长度(元素个数)。例如arr.length指明数组arr的长度。数组一旦初始化，其长度就是不可变的。

6. 数组元素的引用

我们在定义并用new运算符创建数组之后，才可以引用数组中的每个元素。引用数据元素的方式是：

数组名[数组元素下标]

其中数组元素的下标也叫做索引。数组元素的下标可以是整型常量或整型表达式，如a[3]、b[i]、c[6*i]。另外数组元素的下标从0开始，所以一个长度为n的数组，其合法的下标取值范围是 0 —>n-1。如int a[]=new int[3]; 可引用的数组元素是a[0]、a[1]、a[2]。

二. 数组初始化

在Java中，数组必须先初始化，然后才可以使用。所谓的初始化，就是为数组中的数组元素分配内存空间，并为每个数组元素赋初始值。

Java的数组初始化有两种基本方式：动态初始化与静态初始化。我们在初始化数组时，不要静态初始化和动态初始化同时使用。也就是说，不要在进行数组初始化时，既指定数组的长度，又为每个数组元素分配初始值。接下来壹哥分别利用这两种方式，给大家讲解数组的创建和初始化。

1. 动态初始化

动态初始化，是指程序员只指定数组长度，由系统为数组元素分配初始值。

1.1 基本语法

数组在进行动态初始化时有两种写法，大家可以根据自己的编程习惯进行选择，没有孰优孰劣。

• 写法1: 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度];
• 写法2: 数据类型 数组名[] = new 数据类型[长度];

1.2 案例代码

/**
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 */
public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) {
		//数组的动态初始化
		//写法1: new用于创建一个对象
		int[] arr = new int[3];
		
		//写法2
		//int arr[] = new int[3];

		//存储数据
		arr[0] = 11;
		arr[1] = 22;
		arr[2] = 33;

		//取数据，数组的下标从0开始
		System.out.println("第一个元素为："+arr[0]);
		System.out.println("第二个元素为："+arr[1]);
		System.out.println("第三个元素为："+arr[2]);

		//获取数据的长度
		System.out.println("数组长度="+arr.length);

		//错误：数组下标越界
		//System.out.println(arr[3]);
	}
}

在上述代码中，new是Java中的关键字，用来创建对象，我们以后会详细学习。

其中new int[3];中的3，表示这个数组的初始长度是3，只能存放3个数据。我们在声明时在方括号中直接输入数组的长度，这种方式就叫做动态初始化。数组的长度一旦确定后，就不会再发生改变。内部的数据元素可以通过索引进行添加，arr[]数组中的数字就叫做索引。

另外大家还注意，在Java中数组的下标是从0开始的。所以在一个长度为3的数组中，最后一个元素的下标为2，则取值时的格式是arr[2]，而不应该是arr[3]。否则会产生数组下标越界异常”ArrayIndexOutOfBoundsException：: Index 3 out of bounds for length 3“，如下图所示：

2. 静态初始化

静态初始化，就是由程序员指定每个数组元素的初始值，由系统计算出数组的长度。

2.1 基本语法

数组在进行静态初始化时有三种写法，大家可以根据自己的编程习惯进行选择，同样没有孰优孰劣。简写的静态初始化，只能在一条语句完成，不能分割成两条语句。

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

2.2 案例代码

/**
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 */
public class Demo02 {
	public static void main(String[] args) {
		//数组的静态初始化
		//写法1
		//引用类型的数组。声明数组后直接添加一个花括号{}，并在花括号中添加数据，就是静态初始化
		String[] names = {"张三","李四","王五","一一哥"};
		//写法2：
		//String names[] = {"张三","李四","王五","一一哥"};
		//写法3：
		//String names[] = new String[]{"张三","李四","王五","一一哥"};
		
		// [Ljava.lang.String;@15db9742      内存地址
		// System.out.println(names);

		//操作数组
		//存数据,新数据存入到原有的位置
		names[0] = "yyg";
		names[1] = "尼古拉斯";

		//取数据
		System.out.println("第二个元素："+names[1]);
		System.out.println("第四个元素："+names[3]);
		//获取数组的长度
		System.out.println("数组的长度："+names.length);
	}
}

在上述代码中，在声明完数组后，直接添加一个花括号{}，并在花括号中添加数据，这种方式就叫做静态初始化。

三. 数组取值与遍历

1. 数组取值

Java的数组是通过下标来取出和访问指定数据元素的，另外数组索引(下标、角标)从0开始，我们不能超出索引的范围，超过范围会出现java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException异常。如下所示：

//获取下标3对应的数据元素

int num = arr[3];

2. 数组遍历

所谓的遍历，就是将数组或集合中的每个数据元素，都挨个地获取到。接着我们就先定义一个数组，将数组中的每个数据元素利用循环遍历输出，这里我们可以使用for/while/foreach循环进行遍历。

在Java中，所有的数组都提供了一个length属性，我们可以通过这个属性来得到数组的长度，或者数组中元素的个数。

/**
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 */
public class Demo03 {
	public static void main(String[] args) {
		//数组的遍历
		//定义一个整型数组
		int[] nums = {10,9,17,18,22,34};

		//遍历方式一：遍历输出数组中的每个元素。以nums.length数组的长度做为循环的判断条件
		for(int i = 0; i < nums.length; i++) {
		    //nums[i]表示数组中的每一个元素
		    System.out.println(nums[i]);
		}

    	System.out.println("==========华丽分割线==========");
        
        //遍历方式二：利用增强for循环进行遍历
		for (int num : nums) {
			System.out.println(num);
		}
	}
}

大家注意，我们在使用增强for循环进行遍历时，在for (int num : nums)循环中，变量num是数组nums里的数据元素，而不是索引。foreach循环比普通的for循环更加简洁，但foreach循环无法拿到数组的索引。因此在开发时，你到底使用哪一种循环，要取决于实际的开发需求。

3. 数组赋值

定义一个数据元素为空的数组，从控制台接收数字，存入到数组中，并将该数组中的每个元素遍历输出。

/**
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 */
public class Demo04 {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		//定义一个新的数组,暂时未赋值
		int[] nums = new int[4];
		
		//遍历数组，给数组中的每个元素赋值
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
		    System.out.println("请输入第"+(i+1)+"个元素");
		    //将输入的每个数值，赋值到数组的第i个位置上
		    nums[i] = sc.nextInt();
		}

		 System.out.println("数组遍历结果为：");
		//数组遍历
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
		    System.out.println(nums[i]);
		}
	}
}

------------------------------------------------​​​​​​​正片已结束，来根事后烟----------------------------------------------

四. 结语

至此，壹哥就把一维数组的创建及遍历等内容给大家介绍完毕了，现在你知道数组有什么作用了吗？在下一篇文章中，壹哥会继续给大家介绍数组的扩容、缩容等内容，敬请关注哦。

另外如果你独自学习觉得有很多困难，可以加入壹哥的学习互助群，大家一起交流学习。

五. 今日作业

1. 第一题

录入班级学员的名称，然后遍历打印出这些人的名字。