在这里插入图片描述

6.1 数组的概念

6.1.1 什么是数组

数组：可以看成是相同类型元素的一个集合。在内存中是一段连续的空间。
在java中数组有如下特点：

数组中存放的元素其类型相同。
数组的空间是连在一起的。
每个空间都有自己的编号，起始位置的编号为0，即数组的下标。

6.1.2 如何创建数组

T[] 数组名 = new T[N];

int[] arr=new int[6];             //创建一个可以容纳6个int类型元素的数组
  String[] array2=new String[3];  //创建一个可以容纳3个字符串元素的数组

T ：表示数组中存放元素的类型
T[]：表示数组的类型
N：表示数组的长度

6.1.3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

语法格式： T[] 数组名称 = new T[]{data1, data2, data3, …, datan};

int[] array={
    
    1,2,3,4,5};         //也可以这样写省略后面的new T[]
double[] arr={
    
    1.1,2.9,3.3};

静态和动态初始化也可以分为两步，但是省略格式不可以。

int[] array1;
array1 = new int[10];
int[] array2;
array2 = new int[]{
    
    10, 20, 30};
// 注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败
// int[] array3;
// array3 = {1, 2, 3};

注意

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[]。
- 如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值，默认值为基类类型对应的默认值
如果数组中存储元素类型为基类类型，默认值如下

如果数组中存储为引用类型，默认值为null。

6.1.4 数组的使用

1.数组的访问

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。
例如:

  int[] array=new int[]{
    
    1,2,3,4,5};
        System.out.println(array[0]);            //打印1
        System.out.println(array[1]);            //打印2
        System.out.println(array[2]);            //打印3
        array[0] = 100;                          //也可以通过这样的方式进行修改
         System.out.println(array[0]);           //打印数组

== 注意==

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。

int[] array = {
    
    1, 2, 3};
System.out.println(array[3]); // 数组中只有3个元素，下标一次为：0 1 2，array[3]下标越界
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at Test.main(Test.java:4)

抛出了 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 异常. 使用数组一定要下标谨防越界.

2. 遍历数组

所谓 “遍历” 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 访问是指对数组中的元素进行某种操作比如：打印。
一个一个写语句遍历太慢我们可以使用循环遍历
在java数组中可以通过数组对象.length 来获取数组的长度。
例如

int[] array=new int[]{
    
    1,2,3,4,5};
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    
    
            System.out.println(array[i]);
        }

也可以使用for-each 遍历数组

 for（元素类型type  元素变量value  ：遍历对象obj）{
    
    
                引用变量的java语句
                              }

int[] array = new int[]{
    
    1, 2, 3, 4, 5};
        for (int x : array) {
    
    
            System.out.println(x);
        }

6.2 数组是引用类型

6.2.1 初始JVM的内存分布

内存是一段连续的存储空间，主要用来存储程序运行时数据的。
在这里插入图片描述

程序计数器 (PC Register): 只是一个很小的空间, 保存下一条执行的指令的地址。
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。
本地方法栈(Native Method Stack): 本地方法栈与虚拟机栈的作用类似. 只不过保存的内容是Native方法的局部变量. 在有些版本的 JVM 实现中(例如HotSpot), 本地方法栈和虚拟机栈是一起的。
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。
方法区(Method Area): 用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据. 方法编译出的的字节码就是保存在这个区域。
先做简单了解，后面再详细了解。

6.2.2 基本类型变量与引用类型变量的区别

基本数据类型创建的变量，称为基本变量，该变量空间中直接存放的是其所对应的值；
而引用数据类型创建的变量，一般称为对象的引用，其空间中存储的是对象所在空间的地址。

public void func(){
    
    
        int a=10;
        int[] arrays={
    
    10,20,30，1314};
    }

在上述代码中，a 是方法内部的变量，因此其空间在main方法对应的栈帧中分配。
a 是内置类型的变量，因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值。
arrays是数组类型的引用变量，其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。
在这里插入图片描述
从上图可以看到，引用变量并不直接存储对象本身，可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始地址。通过该地址，引用变量便可以去操作对象。

6.2.3 引用变量

       int[] arr=new int[6];  //创建数组arr，没有给数组元素赋值，即每个元素默认为0
       arr[0]=1;           //通过下标的方式修改数组元素
       arr[1]=3;
       int[] arr1={
    
    1,2,3,4,5}; //创建数组arr1并赋值
       arr1[0]=66666;
       arr1[1]=999;          //通过下标的方式修改数组元素
        arr=arr1;             // 让arr去引用arr1所引用的数组空间，相对于arr与arr1指向同一个数组
        System.out.println(arr[0]);    //打印66666
        System.out.println(arr[1]);    //打印999

6.2.4 了解null

null 在 Java 中表示 “空引用” , 也就是一个不指向对象的引用.

int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);
//结果
/*Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at main.main(main.java:83)*/

6.3 数组的使用场景

1.用来保存数据

public static void main(String[] args) {
    
    
int[] array = {
    
    1, 2, 3};       //简单的就是存储一组类型相同的数据
for(int i = 0; i < array.length; i++){
    
    
System.out.println(array[i] + " ");
     }
}

2.做为方法的参数

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

}
class Q{
    
    
    public void func(int[] arr) {
    
         //可以做为形参传入
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    
    
            System.out.println(arr[i] + " ");
            arr[i]+=1;
        }
    }
}

在这里插入图片描述
通过结果我们发现在func方法内部修改数组的内容, 方法外部的数组内容也发生改变.
因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的。
总结: 所谓的 “引用” 本质上只是存了一个地址. Java 将数组设定成引用类型, 这样的话后续进行数组参数传参, 其实只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大)

3.做为方法的返回值

例如：获取斐波那契数列的前N项，直接将结果存入数组

public class TestArray {
    
    
    public static int[] fib(int n) {
    
    
        if (n <= 0) {
    
    
            return null;
        }
        int[] array = new int[n];
        array[0] = array[1] = 1;
        for (int i = 2; i < n; ++i) {
    
    
            array[i] = array[i - 1] + array[i - 2];
        }
        return array;
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] array = fib(10);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    
    
            System.out.println(array[i]);
        }
    }
}

6.4 数组练习

1.数组转字符串

import java.util.Arrays
int[] arr = {
    
    1,2,3,4,5,6};
String newArr = Arrays.toString(arr);
System.out.println(newArr);
// 执行结果
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

使用这个方法后续打印数组就更方便一些.

2.数组拷贝

1.方法一

 // Array和arr引用的是同一个数组
        // 因此Array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};
        int[] array;
        array=arr;
        array[0]=99;
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

在这里插入图片描述

2.方法二

 int[] arr={
    
    1,2,3,4,5};
        int[] array;
        array=Arrays.copyOf(arr,arr.length);       //利用Arrays.copyOf()方法复制
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        array[0]=99;                      // 因为array修改其引用数组中内容时，对arr没有任何影响
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

在这里插入图片描述

// 拷贝某个范围.
int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4);
System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2));

在这里插入图片描述

注意
数组当中存储的是基本类型数据时，不论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类型，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题。

3.求数组中元素的平均值

public class test{
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] arr={
    
    1,3,4,5,6,2,8,9};
        System.out.println(func(arr));
    }
    public static double func(int[] arr){
    
    
        int num=0;
        for (int x:arr) {
    
    
            num+=x;
        }
        double n=(double)num/(double)arr.length;
        return n;
    }
}

在这里插入图片描述

4.查找数组中指定元素(顺序查找)

给定一个数组, 再给定一个元素, 找出该元素在数组中的位置。

public class test{
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] arr={
    
    1,3,4,56,78,754634,867356,23,520,1414,99};
        System.out.println(func(arr, 99));
    }
    public static int func(int[] arr,int x){
    
    
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    
    
            if(arr[i]==x){
    
    
                return i;
            }
    }
        return -1;  //表示没找到
}
}

在这里插入图片描述

5.查找数组中指定元素(二分查找）

针对有序数组, 可以使用更高效的二分查找。

以升序数组为例, 二分查找的思路是先取中间位置的元素, 然后使用待查找元素与数组中间元素进行比较：
如果相等，即找到了返回该元素在数组中的下标
如果小于，以类似方式到数组左半侧查找
如果大于，以类似方式到数组右半侧查找

public class test {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] arr = {
    
    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        System.out.println(func(arr,9));
    }

    public static int func(int[] arr, int x) {
    
    
        int l=0;
        int r= arr.length-1;
        int mid=(l+ r)/2;
        while (l<=r){
    
    
            if (mid>x){
    
    //去区间左边找
                r=mid-1;
                mid=(l+ r)/2;
            }else if(mid<x){
    
    //去区间右边找
                l=mid+1;
                mid=(l+ r)/2;
            }else {
    
    
                return mid;
            }
        }
// 循环结束, 说明没找到
     return -1;
    }
}

在这里插入图片描述
可以看到, 针对一个长度为 10000 个元素的数组查找, 二分查找只需要循环 14 次就能完成查找. 随着数组元素个数越多, 二分的优势就越大.

6.数组排序(冒泡排序)

给定一个数组, 让数组升序 (降序) 排序.
算法思路
假设排升序：

将数组中相邻元素从前往后依次进行比较，如果前一个元素比后一个元素大，则交换，一趟下来后最大元素就在数组的末尾

依次从上上述过程，直到数组中所有的元素都排列好

public class test{
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] arr={
    
    2,3,1,5,7,4,9};
        func(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void func(int[] arr){
    
    
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    
    
            for (int j = 0; j < arr.length-1-i; j++) {
    
    
                if(arr[j]>arr[j+1]){
    
    
                    int temp=arr[j];
                    arr[j]= arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
            }
        }
    }
}

在这里插入图片描述
冒泡排序性能较低. Java 中内置了更高效的排序算法.(升级序排列）

public static void main(String[] args) {
    
    
int[] arr = {
    
    9, 5, 2, 7};
Arrays.sort(arr);      //Arrays.sort(数组名)
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

7.数组逆序

给定一个数组, 将里面的元素逆序排列.
思路
设定两个下标, 分别指向第一个元素和最后一个元素. 交换两个位置的元素.
然后让前一个下标自增, 后一个下标自减, 循环继续即可.

public class test{
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        int[] arr={
    
    2,4,5,6,7,8,9};
        func(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void func(int[] arr){
    
    
        int l=0;
        int r= arr.length-1;
        while (l<r)
        {
    
    
            int temp=arr[l];
            arr[l]=arr[r];
            arr[r]=temp;
            l++;
            r--;
        }
    }
}

在这里插入图片描述

6.5 二维数组

二维数组本质上也就是一维数组, 只不过每个元素又是一个一维数组。
在这里插入图片描述
基本语法

数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] { 初始化数据 };

int[][] arr = {
    
    
{
    
    1, 2, 3, 4},
{
    
    5, 6, 7, 8},
{
    
    9, 10, 11, 12}
};
for (int row = 0; row < arr.length; row++) {
    
    
for (int col = 0; col < arr[row].length; col++) {
    
    
System.out.printf("%d\t", arr[row][col]);
} S
ystem.out.println("");
} /
/ 执行结果
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12

二维数组的用法和一维数组并没有明显差别。
在这里插入图片描述

6-了解java的数组是如何使用的

6.1 数组的概念

6.1.1 什么是数组

6.1.2 如何创建数组

6.1.3数组的初始化

6.1.4 数组的使用

1.数组的访问

2. 遍历数组

6.2 数组是引用类型

6.2.1 初始JVM的内存分布

6.2.2 基本类型变量与引用类型变量的区别

6.2.3 引用变量

6.2.4 了解null

6.3 数组的使用场景

1.用来保存数据

2.做为方法的参数

3.做为方法的返回值

6.4 数组练习

1.数组转字符串

2.数组拷贝

1.方法一

2.方法二

3.求数组中元素的平均值

4.查找数组中指定元素(顺序查找)

5.查找数组中指定元素(二分查找）

6.数组排序(冒泡排序)

7.数组逆序

6.5 二维数组

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