注意事项: 在 Java 中, 数组中包含的变量必须是 相同类型。
1.2 定义数组
数组的初始化主要分为动态初始化和静态初始化
静态初始化
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
double[] arr1 = new double[]{1.0,2.0,3.0,4.0,5.0};
1.静态初始化虽然没有指定数组的长度,编译器会根据{}种的个数来确定数组的个数.
2.静态初始化可以省去后面的new 类型[ ]
3.静态初始化时, { }中数据类型必须与[ ]前数据类型一致。
int[] arr2 = {1,2,3,4,5};
//虽然省去了new 类型,但是在编译代码时会还原
int[] arr2 = new int[]{1,2,3,4,5};
动态初始化
int[] arr = new int[10];//这里动态初始10个int变量,默认为0
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
int[] :int类型数组
double[] :double类型数组
通过类型就可以定义变量,比如:
int[] array,array就是这个类型的变量,这个变量是存储一组相同数据的变量。
三种数组定义的方式:
第一种:
int[] array = {1,2,3,4,5,6};定义一个数组且初始化
虽然没写new,但实际上也是一个对象
注意事项:
int[10] array = {1,2,3,4,5,6};写法错误,int[] 属于类型,中括号里面不能加任何的数字,相当于在这里破坏了它的类型。第二种:
int[] array2 = new int[3];
定义数组未初始化
第三种:
int[] array3 = new int[]{1,2,3,4,5,6};
定义且初始化
三种当中用的最多的就是第一种
1.3 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。
可以使用常见的for循环来打印数组,但首要条件是要知道数组的长度
注意:在数组中可以通过 数组对象.length 来获取数组的长度
1.for遍历
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i]+" ");
}
}
2.for-each
for-each 是 for 循环的另外一种使用方式,也叫作增强for循环,能够更方便的完成对数组的遍历. 可以避免循环条件和更新语句写错,但缺点是拿不到数组的下标
int[] array = {1, 2, 3};
//遍历array,每拿到一个元素,就存到x中,然后再将x打印出来
for (int x : array) {
System.out.println(x);
}
3.借助Java的操作数组工具类 Arrays
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
String str = Arrays.toString(array);
System.out.println(str);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
二、数组的存储
2.1 JVM内存发布
JVM 的内存被划分成了几个区域, 如图所示:
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。比如:
- 程序运行时代码需要加载到内存
- 程序运行产生的中间数据要存放在内存
- 程序中的常量也要保存
- 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
- 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): 重点是存储局部变量表(当然也有其他信息). 我们刚才创建的 int [ ] arr 这样的存储地址的引用就是在这里保存.
- 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 。
要理解数组这部分内容我们只简单关心 堆 和 虚拟机栈 这两块空间即可。
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。
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
**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 。**类似于C语言中的指针,但是Java中引用要比指针的操作更简单 ,结合下面的代码进行理解:
public static void func() {
int a = 10;
int b = 20;
int[] arr = new int[]{1,2,3};
}
在上述代码中,a、b、arr,都是函数内部的变量,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,当数组进行创建的时候是在堆空间中创建的对象,而array中存储数组对象的地址。
java中的数组的内存分布要注意和C语言中的区分,不要混淆!
引用不指向对象:
因为array2=null时,array2未指向任何对象,所以不能进行任何的访问.这里出现了空指针异常
在java中null和0地址没有关系一个引用能不能同时指向多个对象吗?
对于这个代码来说只能指向一个对象,存一个对象的地址。最终只保存了最后一个对象的地址数组作为方法的参数传递的过程:
求解打印结果:
前两种求解:
func1
func2
分析例子:下图代表什么
代表array2这个引用,指向了array1这个引用指向的对象。
注意事项:
引用指向引用这句话 是错误的,引用只能指向对象
引用一定在栈上吗?
不一定,一个变量在不在栈上,是你变量的性质决定的,如果你就是一个局部变量,一定是在栈上的。如果不是,例如,实例成员变量那就不一定就是在栈上的。
三、数组在函数中的使用
3.1 基本数据类型的传参
public static void swap(int x,int y) {
int h = x;
x = y;
y = h;
}
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
swap(a,b);
System.out.println("交换后 a="+a+" b="+b);
}
基本类型的传参,函数中改变形参,不影响实参.
3.2 引用数据类型的传参
public static void mul(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i]\*=2;
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
mul(arr);
for (int x: arr) {
System.out.print(x+" ");
}
}
引用类型的传参,函数中改变形参,实参也将被改变.
3.3 数组作为函数的返回值
比如:获取斐波那契数列的前N项
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]);
}
}
}
四、数组的练习题
4.1 交换两个变量的值
public class TestDemo {
public static void swap(int[] array){
int tmp = array[0];
array[0] = array[1];
array[1] = tmp;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {10,20};
System.out.println("交换前: "+array[0]+" "+array[1]);
swap(array);
System.out.println("交换后: "+array[0]+" "+array[1]);
}
4.2 写一个方法, 将数组中的每个元素都 * 2
/\*\*
\* 在原来的数组上扩大2倍
\* @param array
\*/
public static void enlarge(int[] array){
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
array[i] = array[i]\*2;
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5,6,7};
enlarge(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
4.3 模拟实现tostring函数
public static String myToString(int[] array){
String str = "[";
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
str = str+array[i];
if(i != array.length-1){
str+= ",";
}
}
str= str + "]";
return str;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5,6,7};
String str = myToString(array);
System.out.println(str);
}
4.4 找数组中的最大元素
public static int maxNum(int[] array){
if(array == null) return -1;
if (array.length == 0) return -1;
int max = array[0];
for (int i = 1; i <array.length ; i++) {
if(max < array[i]){
max = array[i];
}
}
return max;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {12,8,14,26,5,7,8};
int max = maxNum(array);
System.out.println(max);
}
4.5 查找数组中指定元素(顺序查找)
public static int findNum(int[] array,int key){
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
if(array[i] == key){
return i;
}
}
return -1;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {2,4,5,6,11,7,8,9};
System.out.println(findNum(array, 7));
}
4.6 查找数组中指定元素(二分查找)
//二分查找的必要条件是必须有序的数列
public static int binarySearch(int[] array,int key){
int left = 0;
int right = array.length-1;
while(left <= right){
int mid = (left+right)/2;
if(array[mid] > key){
right = mid - 1;
}else if(array[mid] < key){
left = left + 1;
}else{
return mid;
}
}
return -1;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {12,14,15,16,18,23};
System.out.println(binarySearch(array, 15));
}
4.7 检查数组的有序性
public static boolean isUp(int[] array){
for (int i = 0; i <array.length-1 ; i++) {
if(array[i]>array[i+1]){
return false;
}
}
return true;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {12,13,14,15,16,17,18};
System.out.println(isUp(array));
}
}
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}
return true;
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {12,13,14,15,16,17,18};
System.out.println(isUp(array));
}
}
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