Java中的数组——详解！

Java中的数组——详解！

一、数组的概念与基本要素

1.概念

数组（array）是一种最简单的复合数据类型，它是有序数据的集合，数组中的每个元素具有相同的数据类型，可以用一个统一的数组名和不同的下标来确定数组中唯一的元素。根据数组的维度，可以将其分为一维数组、二维数组和多维数组等。

2.基本要素

一个数组由4个基本元素构成：数组名称、数组元素、元素索引、数据类型。

数组的索引就相当于C语言中数组的下标，关于数组的长度可以用数组名.length求出。

int[] array = {1,2,3};
int sz = arr.length;

3.数组的定义

关于数组的定义，其实有很多种定义方法，接下来，我会给你们介绍几种定义数组的方法。

//第一种定义数组的方法：
int[] array1 = {1,2,3};//直接赋值（静态初始化）
                      //int[]是数组的类型，array为数组名，随意取名字

//第二种定义数组的方法：
int[] array2 = new int[]{1,2,3,4};//数组的动态初始化


//第三种定义数组的方法：
int[] array3 = new int[10];//只是分配了内存，但是没有进行赋值，默认值都是0，

//第四种定义数组的方法：
int[] array4;
array = new int[]{1,2,3};//一定要为数组符初值，不然编译器会报错，

对于没有赋初值的数组，编译器会自动赋值，以下表格是不同类型的数组，初值大小：

4.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[]。T可以为任意数据类型。
• 如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null。

二、数组的使用

1.对数组中的元素进行访问

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
索引访问其任意位置的元素。

int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8};
System.out.println(array[0]);//1
System.out.println(array[1]);//2
System.out.println(array[2]);//3
System.out.println(array[3]);//4
System.out.println(array[4]);//5

//当然也可以对数组中的元素进行修改，、
array[0]=111;
System.out.println(array[0]);//111

2.注意事项

（1）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。

（2）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。

所以在访问数组元素时一定不要越界！！！

3.对数组的遍历

对于什么是对数组的遍历，就是将数组的元素全都访问一遍，如将数组中的全部元素的打印一遍。

第一种数组遍历方法：直接打印数组中的每一个元素

Demo：

int[] array = {1,2,3,4};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);

本方法对于元素个数较少的数组来说可以应用，但对于有几十个元素的数组来说，太麻烦了，接下来为大家讲解第二种方法。

第二种数组遍历的方法：采用for循环打印

Demo：

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

第三种数组遍历的方法：采用foreach的方式

Demo：

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

foreach的语法格式：冒号右边写数组名，左边写由数组当中数据类型定义的变量。

但是foreach也有局限性，如果要求去访问数组中的某一个元素的时候，就不能进行访问，显然这时的for循环就占据了优势。

第四种遍历数组的方法：采用专门的工具

Demo：

import java.util.Arrays;

int[] array = {1,2,3,4,5};
String ret = Arrays.toString(array);//将数组转换成字符串，然后返回.
System.out.println(ret);

注：要使用Arrays这个工具时要导入其专有的包！

三、数组在内存的存在形式

1.数组是一种引用变量

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，数组就是一种引用数据类型。

int a = 10;
int b = 20;
int[] array =new int[]{1,2,3,4};

在上述代码中，a、b、arr，都是方法内部的变量，因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配。
a、b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。
array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。

从图中可以看出，引用变量与基本数据类型的变量的不同，引用变量不会存储对象本身，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，（但其实这“地址”是经过哈希得到的），此前不要求掌握该知识点。

2了解引用变量（数组）

Demo：

int[] array1 = {1,2,3,4};
System.out.print(Arrays.toString(array1));//打印[1,2,3,4]

int[] array2 = array1;
array2[1] = 99;
System.out.print(Arrays.toString(array1));//打印[1,99,3,4]
System.out.print(Arrays.toString(array2));//打印[1,99,3,4]

代码的解析：

首先创建一个数组array1，并初始化赋值为1,2,3,4，然后打印数组array1，接着申请另一款空间，用来创建array2，且array2=array1，说明两个数组都指向同一块空间，修改array2中的第二个元素也就相当于修改了array1中对应的元素。

3.注意事项

（1）一个引用不能同时指向多个对象
例：

（2）一个对象可以被多个引用所指向
例：

（3）

int[] array = 0;
/*这种写法是错误的，因为0是一种基本数据类型，
 *而array是一种引用数据类型，如果将0改成null就不会错。
 *即代表这个引用不指向任何对象
*/

注：null在Java中表示空引用，也就是一个不指向对象的引用，并不是0的意思。

四、数组的应用场景

1.用来保存数据

Demo:

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

2.数组作为方法的参数

Demo：

public class TestDemo {
    public static void func1 (int[] array1) {
        array = new int[10];
    }
    public static void func2 (int[] array) {
        array[0] = 99;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4};
        func1(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        func2(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));

    }
}

代码解释：对func1方法进行解释就行，func2同理

形参的指向改变不会影响实参的指向改变！！！

3.数组作为方法的返回值

Demo：

public class TestDemo {
    public static int[] func() {
        int[] array = {1,2,3,4};
        return array;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] ret = func();
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
}

五、数组的练习

小伙伴们，也可以直接去写一下，再过来看示例代码，增强自己的代码能力。

1.数组转成字符串

Demo：

//第一种是利用编译器自带的工具
int[] array = {1,2,3};
String ret = Arrays.toString(array);
System.out,print(ret);


//第二种利用自己写的方法去解决
public class TestDemo {
    public static String mytoString(int[] arr) {
        if(arr == null){
            return "null";
        }
        String ret = "[";
        for(int i=0;i<arr.length;i++) {
            ret+=arr[i];
            if(i!=arr.length-1) {
                ret+=",";
            }
        }
        ret+="]";
        return ret;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5,6};
        String ret = mytoString(array);
        System.out.println(ret);
    }
    
    
//打印结果为 [1,2,3,4,5,6]

2.数组的拷贝

本练习还是采用两种方式，一种是编译器自带的，另一种是自己所写的方法。

下面是错误代码！！！

/*
        int[] array1 = {1,2,3};
        int[] array2 = array1;
*/
//这不是对数组的拷贝，因为没有产生新的空间

Demo：

//第一种：自己写的方法
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1,2,3,4};
        int[] array2 = new int[array1.length];

        for(int i=0;i<array1.length;i++) {
            array2[i]=array1[i];
        }

        System.out.println(Arrays.toString(array1));
        System.out.println("复制之后的数组为：");
        System.out.println(Arrays.toString(array2));

    }
}

//最后输出为：
  [1,2,3,4]
  复制之后的数组为：
  [1,2,3,4] 
    
    
//第二种编译器自带的方法
    import java.util.Arrays;
    
    int[] array1 = {1,2,3,4};
    int[] array2 = Arrays.copyOf(array1,array1.length);

    System.out.println(Arrays.toString(array1));
    System.out.println(Arrays.toString(array2));

//最后输出为：
    [1,2,3,4] 
    [1,2,3,4] 

显然自己写的方法没有编译器自带的工具简洁，但是不能说有了这些工具就可以不用写代码了，自己的能力还是要加强，这些工具只是帮我们减轻了负担，但是原理还是要自己弄懂。

3.求数组的平均值

由于这道题比较简单，本博主直接就给答案咯。

Demo：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {23,45,2,74,86,24};
        int sum = 0 ;
        double ave = 0.0f;
        for(int i=0; i<array.length;i++) {
             sum=sum + array[i];
        }
         ave = sum/array.length;
        System.out.println(ave);

    }
}

//最后结果：
  42.0

4.数组排序（冒泡排序）

算法思路：

• 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

Demo：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {23,4,53,1,765,52,356,9,7,2,324};
        System.out.println("排序之前的数组：");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        for(int j = 1;j<array.length;j++) {
            for(int i = 0;i<array.length-j;i++) {
                if(array[i]>array[i+1]) {
                    int tmp = array[i];    //交换数据
                    array[i] = array[i+1];
                    array[i+1] = tmp;
                }
            }
        }
        System.out.println("排序之后的数组：");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}


//排序之前的数组：
[23, 4, 53, 1, 765, 52, 356, 9, 7, 2, 324]
//排序之后的数组：
[1, 2, 4, 7, 9, 23, 52, 53, 324, 356, 765]

5.数组逆序

题目理解：就是给定一个数组，将其倒序输出。

思路：
先定义两个下标分别指向数组的第一个元素和最后一个元素，将数组中的第一个元素和最后一个元素交换位置，然后指向第一个元素的下标进行加加，指向最后一个元素的下标进行减减。

Demo：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5,6};
        int left = 0;
        int right = array.length-1;
        System.out.println("排序之前的数组：");
        System.out.println(Arrays.toString(array));

        while(left<=right) {
            int tmp = array[left];
            array[left] = array[right];
            array[right] = tmp;
            left++;
            right--;
        }
        System.out.println("排序之后的数组：");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

//运行结果：
排序之前的数组：
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
排序之后的数组：
[6, 5, 4, 3, 2, 1]

六、二维数组

1.二维数组的定义

关于二维数组的定义有很多种方法，这里咱们介绍最常用的三种。

Demo：

//第一种定义二维数组的方法:（行数和列数都知道的情况）
//  数组类型[][] 数组名 = new 数组类型[行数][列数];

 int[][] arr = new int[2][3];//定义一个3行4列的数组

//第二种定义数组的方法：（只知道行数，不知道列数）
//  数组类型[][] 数组名 = new 数组类型[行数][];

int[][] arr = new int[2][];

//第三种定义二维数组的方法：（知道具体的数据）
//  数据类型[][] 数组名 = {{第0行初始值}，{第1行初始值}，···，{第n行初始值}};

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

以上就是关于二维数组最常见的定义方法！！！

2.二维数组的打印

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.

Demo：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] array = {{1,2},{3,4,5},{6,7,8,9}};
        for(int i=0;i< array.length;i++) {
            for(int j=0;j<array[i].length;j++) {
                System.out.print(array[i][j]+" ");
            }
            System.out.println(" ");
        }
    }
}

//运行结果：
1 2  
3 4 5  
6 7 8 9 

由于二维数组的应用和一维数组并没有太大的区别，所以，在这里不做介绍，学会如何定义二维数组就好。