🍉内容专栏：【JAVA从0到入门】
🍉本文脉络：数组的概念；数组的使用；引用；内存分区；数组练习题
🍉本文作者：Melon_西西
🍉发布时间：2023.7.20

1. 数组的基本概念

数组：相同类型元素的一个集合。在内存中是一段连续的空间。
1. 数组中存放的元素其类型相同
2. 数组的空间是连在一起的
3. 每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标。

2数组的创建及初始化

2.1 数组的创建： T [ ] 数组名 = new T[N];

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
int [ ] array1 = new int [10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
double[ ] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组
String[ ] array3 = new double[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组

2.2 数组的初始化 : 动态初始化和静态初始化。

2.2.1. 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];

2.2.2. 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

T [ ] 数组名称 = {data1, data2, data3, …, datan};

in t[ ] array1 = new int[ ] {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double[ ] array2 = new double[ ] {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
String[] array3 = new String[ ] {“hell”, “Java”, “!!!”};：

注意事项：

静态初始化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 [ ]

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; int[ ] array2;

array1 = new int[10]; array2 = new int[]{10, 20, 30}

如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值如果数组中存储元素类型为基类类型。

默认值为基类类型对应的默认值，比如：

( 如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null )

3. 数组的使用

3.1 数组中元素访问

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

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。

3.2 遍历数组

“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

通过数组对象.length 来获取数组的长度来遍历数组

public class Text01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
        for(
                int i = 0; i < array.length; i++){
            System.out.println(array[i]);
        }
    }
}

也可以使用 for-each 遍历数组

    int[] array1 = {1, 2, 3};
        for (int x : array1) {
            System.out.println(x);
        }

4. 数组是引用类型

4.1内存用来存储对象，不同的内存放不同数据：

1.程序运行时代码需要加载到内存

2. 程序运行产生的中间数据要存放在内存

3. 程序中的常量也要保存

4. 有些数据可能需要长时间存储，而有些数据当方法运行结束后就要被销毁

4.2初始JVM的内存分布
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

4.2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。

局部变量是在方法内部的变量，引用变量看里面存储的是不是地址

引用不可以指向引用，只能指向另一个引用所指的对象

null 在 Java 中表示 “空引用” , 也就是一个不指向对象的引用

    public static void func1(int[] array) {
        array = new int[10];
    }

    public static void func2(int[] array) {//
        // array[0]=99;
        array = null;
    }
    public static void main2(String[] args) {
        int[] array1 = {1, 2, 3, 4};
        func1(array1);
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            System.out.print(array1[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        int[] array2 = {1, 2, 3, 4};
        func2(array2);
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.print(array2[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

5.数组练习

5.1.拷贝，打印数组

Arrays.copyOf（）拷贝克隆

    public static void main(String[] args) {
        //打印数组
        int [] array ={1,2,3,4,5,6};
        int[ ]copy = Arrays.copyOf(array,array.length);//鼠标放在copyOf点ctrl可以看详细
        System.out.println( Arrays.toString(copy));
    }

5.2.拷贝输出局部数组

copyOfRange（数组，从下标1开始，到下标3）；[1,3)，java一般左闭右开

    public static void main(String[] args) {
            int [] array ={1,2,3,4,5,6};
            int[] copy2=Arrays.copyOfRange(array,1,3);
            System.out.println(Arrays.toString(copy2))
            //输出[2, 3]
        int[] copy3=Arrays.copyOfRange(array,1,13);
        System.out.println(Arrays.toString(copy3));
        //输出[2, 3, 4, 5, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
    }

5.3.拷贝

System.arraycopy(array, 0, copy4, 0, array.length);

       
    public static void main(String[] args) {
        int [] array ={1,2,3,4,5,6};
         // 拷贝
        int[] copy4 = new int[array.length];
        System.arraycopy(array, 0, copy4,  0, array.length);
        System.out.println(Arrays.toString(copy4));
        //[1, 2, 3, 4, 5, 6]
        //拷贝
        int[] copy5 = new int[array.length*2];
        System.arraycopy(array, 0, copy5,  0, array.length);
        System.out.println(Arrays.toString(copy5));
        //[1, 2, 3, 4, 5, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
   }

5.4.求数组中元素的平均值

avg(arr)

    public static void main(String[] args) {
        //求数组中元素的平均值
        int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
        System.out.println(avg(arr));
    }
    public static double avg(int[] arr) {
        int sum = 0;
        for (int x : arr) {
            sum += x;
        }
        //注意这里要强制转换
        return (double)sum / (double)arr.length;
    }

5.5.查找数组中指定元素(顺序查找)

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,10,5,6};
        System.out.println(find(arr, 10));
    }
    public static int find(int[] arr, int data) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] == data) {
                return i;
            }
        }
        return -1; // 表示没有找到
    }

5.6 数组二分查找：先排序数组，再二分查找

使array数组有序 Arrays.sort(array);

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,13,4,15};
        Arrays.sort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        //输出[1, 2, 4, 13, 15]
    }

完整代码：

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 2, 13, 4, 15, 12};
        Arrays.sort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        //输出[1, 2, 4, 13, 15]
        System.out.println(binarySearch(array, 13));//输出4
    }

    public static int binarySearch(int[] arr, int toFind) {
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            if (toFind < arr[mid]) {
// 去左侧区间找
                right = mid - 1;
            } else if (toFind > arr[mid]) {
// 去右侧区间找
                left = mid + 1;
            } else {
// 相等, 说明找到了
                return mid;
            }
        }
        // 循环结束, 说明没找到
        return -1;
    }

5.7 数组逆序

    public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {1, 2, 3, 4};
            reverse(arr);
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
            //输出[4, 3, 2, 1]
        }
        public static void reverse(int[] arr) {
            int left = 0;
            int right = arr.length - 1;
            while (left < right) {
                int tmp = arr[left];
                arr[left] = arr[right];
                arr[right] = tmp;
                left++;
                right--;
            }
        }

5.8数组元素扩大两倍：两种方法


public class Text02 {
    //数组元素扩大两倍
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5};
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        //[1, 2, 3, 4, 5]
        transform(array);//它修改的是原数组的数据
        System.out. println(Arrays.toString(array)) ;
        //[2, 4, 6, 8, 10]
        int[] array1 = {1,2,3,4,5};
        System.out. println(Arrays.toString(array1)) ;
        //[1, 2, 3, 4, 5]
        int[] ret = transform2(array1);
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
        //[2, 4, 6, 8, 10]
    }
    public static void transform(int[] array){
        for (int i = 0; i< array. length; i++) {
            array[i] = array[i]*2;
        }
    }
    public static int[] transform2(int[ ] array) {
        int[] ret = new int[array.length];
        for (int i = 0;i< array.length; i++){
            ret[i] = array[i]*2;
        }
        return ret;
    }
}

写在最后：

博主大一学识尚浅，内容仅供参考，欢迎大家在评论区交流分享。

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