day05_数组

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

数组概念

• 数组： 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

数组的特点：

• 数组是一种引用数据类型
• 数组当中的多个数据，类型必须统一
• 数组的长度在程序运行期间不可改变

数组的初始化

• 在内存当中创建一个数组，并且向其中赋予一些默认值就是数组的初始化

两种常见的初始化方式：

• 动态初始化（指定长度）：在创建数组的时候，直接指定数组当中的数据元素个数。
• 静态初始化（指定内容）：在创建数组的时候，不直接指定数据个数多少，而是直接将具体的数据内容进行指定。

数组的定义

动态初始化数组

格式：

• 数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];

数组定义格式详解：

• 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

        // 创建一个数组，里面可以存放300个int数据
        int[] arrayA = new int[300];

        // 创建一个数组，能存放10个double类型的数据
        double[] arrayB = new double[10];

        // 创建一个数组，能存放5个字符串
        String[] arrayC = new String[5];    

静态初始化

标准格式：

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

注意事项：

• 虽然静态初始化没有直接告诉长度，但是根据大括号里面的元素具体内容，也可以自动推算出来长度。

举例

        // 直接创建一个数组，里面装的全都是int数字，具体为：5、15、25
        int[] arrayA = new int[] { 5, 15, 25, 40 };

        // 创建一个数组，用来装字符串："Hello"、"World"、"Java"
        String[] arrayB = new String[] { "Hello", "World", "Java" };     

省略格式：

• 数据类型[] 数组名称 = { 元素1, 元素2, ... };

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};

注意事项：

• 静态初始化没有直接指定长度，但是仍然会自动推算得到长度。
• 静态初始化标准格式可以拆分成为两个步骤。
• 动态初始化也可以拆分成为两个步骤。
• 静态初始化一旦使用省略格式，就不能拆分成为两个步骤了。

代码演示，数组的注意事项

package demo01;


public class Demo03Array {

    public static void main(String[] args) {
        // 省略格式的静态初始化
        int[] arrayA = {10, 20, 30};

        // 静态初始化的标准格式，可以拆分成为两个步骤
        int[] arrayB;
        arrayB = new int[]{11, 21, 31};

        // 动态初始化也可以拆分成为两个步骤
        int[] arrayC;
        arrayC = new int[5];

        // 静态初始化的省略格式，不能拆分成为两个步骤。
        //  int[] arrayD; 
        //  arrayD = { 10, 20, 30 };
    }

}

使用建议：

• 如果不确定数组当中的具体内容，用动态初始化；否则，已经确定了具体的内容，用静态初始化。

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。

访问数组中的元素：

• 格式：数组名[索引]

为数组中的元素赋值

• 格式：数组名[索引]=数值

获取出数组中的元素

• 格式：变量=数组名[索引]

举例

package demo01;


/*
直接打印数组名称，得到的是数组对应的：内存地址哈希值。
索引值：就是一个int数字，代表数组当中元素的编号。注意:索引值从0开始，一直到“数组的长度-1”为止。
 */
public class Demo04ArrayUse {

    public static void main(String[] args) {
        // 静态初始化的省略格式
        int[] array = {10, 20, 30};
        //直接打印数组名称，得到的是数组对应的：内存地址哈希值。
        System.out.println(array);

        // 直接打印数组当中的元素
        System.out.println(array[0]);
        System.out.println(array[1]);

        // 也可以将数组当中的某一个单个元素，赋值交给变量
        int num = array[1];
        System.out.println(num);

        //为0索引元素赋值为6
        array[0] = 6;
        //获取数组0索引上的元素
        int i = array[0];
        System.out.println(i);
    }

}

数组默认值

使用动态初始化数组的时候，其中的元素将会自动拥有一个默认值。规则如下：

• 如果是整数类型，那么默认为0；
• 如果是浮点类型，那么默认为0.0；
• 如果是字符类型，那么默认为'\u0000'；
• 如果是布尔类型，那么默认为false；
• 如果是引用类型，那么默认为null。

注意事项：

• 静态初始化其实也有默认值的过程，只不过系统自动马上将默认值替换成为了大括号当中的具体数值。

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：

 详解：

数组在内存中的存储 

数组内存图

查看下面代码

package demo01;

public class Test {
    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，而方法中的变量名称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 

两个变量指向一个数组 

代码如下：

package demo01;

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]);
        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]);
    }
}

代码执行后的结果

数组的常见操作 

数组越界异常 

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

package demo01;

public class Test {
    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。 

数组空指针异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

package demo01;

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。 

数组遍历

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。 

代码演示

package cn.itcast.day05.demo03;

/*
遍历数组，说的就是对数组当中的每一个元素进行逐一、挨个儿处理。默认的处理方式就是打印输出。
 */
public class Demo04Array {

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = { 15, 25, 30, 40, 50, 60, 75 };
    //  int len = array.length; 数组中元素的个数
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.println(array[i]);
        }
    }

}

需求

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 

代码实现

package demo01;

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 = 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);
        }
    }
}

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

代码演示

package demo01;

public class Test {
    /*
    数组可以作为方法的参数。
    当调用方法的时候，向方法的小括号进行传参，传递进去的其实是数组的地址值。
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {10, 20, 30, 40, 50};
        // 传递进去的就是array当中保存的地址值
        printArray(array);

    }
    /*
    三要素
    返回值类型：只是进行打印而已，不需要进行计算，也没有结果，用void
    方法名称：printArray
    参数列表：必须给我数组，我才能打印其中的元素。int[] array
     */
    public static void printArray(int[] array) {
        System.out.println(array); // 地址值
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.println(array[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 

代码演示

package demo01;
/*
一个方法可以有0、1、多个参数；但是只能有0或者1个返回值，不能有多个返回值。
如果希望一个方法当中产生了多个结果数据进行返回，怎么办？
解决方案：使用一个数组作为返回值类型即可。

任何数据类型都能作为方法的参数类型，或者返回值类型。
 */
public class Demo02ArrayReturn {

    public static void main(String[] args) {
        int[] result = calculate(10, 20, 30);

        System.out.println("总和：" + result[0]);
        System.out.println("平均数：" + result[1]);
    }
//数组作为方法的返回值，返回的其实也是数组的地址值。
    public static int[] calculate(int a, int b, int c) {
        int sum = a + b + c; // 总和
        int avg = sum / 3; // 平均数
        // 两个结果都希望进行返回
        // 需要一个数组，数组可以保存多个结果
        int[] array = { sum, avg };
        return array;
    }

}

方法的参数类型区别

• 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