文章目录
- 一、数组基本用法
- 1.1什么是数组
- 1.2创建数组
- 1.3数组的使用
- 二、理解引用类型
- 2.1初识 JVM 内存区域划分
- 2.2引用的内存布局（重点）
- 2.2.1关于引用的注意事项
- 2.3认识null
- 三、数组作为方法的返回值
- 四、数组拷贝
一、数组基本用法
1.1什么是数组
数组本质上就是让我们能 “批量” 创建相同类型的变量.
例如:
如果需要表示两个数据, 那么直接创建两个变量即可 int a; int b
如果需要表示四个数据, 那么可以创建四个变量 int a1; int a2; int a3; int a4;
但是如果需要表示一万个数据, 那么就不能创建一万个变量了. 这时候就需要使用数组, 帮我们批量创建.
注意事项: 在 Java 中, 数组中包含的变量必须是 相同类型
1.2创建数组
基本语法：
// 动态初始化
数据类型[] 数组名称 = new 数据类型 [] { 初始化数据 };
关键字new实例化一个对象，意味着JAVA中数组也是一个对象
// 静态初始化
数据类型[] 数组名称 = { 初始化数据 };代码示例：
int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
int[] arr = {1, 2, 3};
//注意[ ]内不能写数字
注意事项：
[ ]内不能写数字，但是以下创建方式可以**
int[] arr = new int[3]
此时数组元素初始为0.
注意事项: 静态初始化的时候, 数组元素个数和初始化数据的格式是一致的.
1.3数组的使用
1.3.1代码示例: 获取长度 & 访问元素
int[] arr = {1, 2, 3};
// 获取数组长度
System.out.println("length: " + arr.length); // 执行结果: 3
// 访问数组中的元素
System.out.println(arr[1]); // 执行结果: 2
System.out.println(arr[0]); // 执行结果: 1
arr[2] = 100; //将下标2的元素改为100
System.out.println(arr[2]); // 执行结果 100注意事项:
- 使用 arr.length 能够获取到数组的长度. . 这个操作为成员访问操作符. 后面在面向对象中会经常用到.
- 使用 [ ] 按下标取数组元素. 需要注意, 下标从 0 开始计数
- 使用 [ ] 操作既能读取数据, 也能修改数据.
- 下标访问操作不能超出有效范围 [0, length - 1] , 如果超出有效范围, 会出现下标越界异常
1.3.2遍历数组
int[] arr = {1, 2, 3};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
// 执行结果
1 2 3
//使用 for-each 遍历数组
int[] arr = {1, 2, 3};
for (int x : arr) {
System.out.println(x);
}
// 执行结果
1 2 3for循环遍历与for-each遍历的区别：
for循环是可以拿到下标的，而for-each是拿不到下标
二、理解引用类型
2.1初识 JVM 内存区域划分
一个宿舍楼会划分成几个不同的区域: 大一学生, 大二学生… 计算机专业学生, 通信专业学生…内存也是类似, 这个大走廊被分成很多部分, 每个区域存放不同的数据
JVM 的内存被划分成了几个区域, 如图所示:
1.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.
2.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.
3.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} )
4.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.
5.运行时常量池(Runtime Constant Pool): 是方法区的一部分, 存放字面量(字符串常量)与符号引用. (注意 从 JDK1.7 开始, 运行时常量池在堆上)学习引用类型，我们重点重点理解 虚拟机栈 和 堆.
2.2引用的内存布局（重点）
引用相当于一个 “别名”, 也可以理解成一个指针.创建一个引用只是相当于创建了一个很小的变量, 这个变量保存了一个整数, 这个整数表示内存中的一个地址。
图解如下：
针对 int[] arr = new int[]{1, 2, 3} 这样的代码,当我们创建 new int[]{1, 2, 3} 时, 相当于在堆上创建了一块内存空间保存三个 int，接下来执行 int[] arr = new int[]{1, 2, 3} 相当于又在栈上创建了一个 int[] 变量, 这个变量是一个引用类型, 里面只保存了一个整数(数组的起始内存地址)。 内存布局如下：
接下来我们进行传参相当于 int[] a = arr , 内存布局如下：
接下来我们修改 a[0] , 此时是根据 0x789 这样的地址找到对应的内存位置, 将值改成 100，此时已经将 0x789 地址的数据改成了 100 . 那么根据实参 arr 来获取数组内容 arr[0] , 本质上也是获取 0x789地址上的数据, 也是 100.
针对传参，我们再来分析如下情况：
public static void func1(int[] arr) {
arr = new int[]{11, 2, 13, 15, 56, 64};
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 5, 3, 6, 9, 10};
System.out.println(Arrays.toString(arr));
func1(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}思考第二次输出是否为{11，2，13，15，56，64} ？结果明显不是，第二次输出还是{1，5，3，6，9，10}，为什么呢？我们继续从内存布局分析
虽然我将arr数组地址作为实参传给了func1，但是传过去之后，func1中的形参只是改变了自己指向而已！
2.2.1关于引用的注意事项
1、一个引用只能存储一个对象的地址
2、引用不一定在栈上！一个变量在不在栈上是由变量的性质决定的，如果你就是一个局部变量，再实例成员变量的话那就不一定在栈上了！
2.3认识null
null 在 Java 中表示 “空引用” , 也就是一个无效的引用
int[] arr = null;//这个引用不指向任何引用
System.out.println(arr[0]);
// 执行结果
Exception in thread “main” java.lang.NullPointerException
at Test.main(Test.java:6)此时会报空指针异常
三、数组作为方法的返回值
代码示例: 写一个方法, 将数组中的每个元素都 * 2
// 直接修改原数组
class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
transform(arr);
printArray(arr);
}
public static void printArray(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
public static void transform(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = arr[i] * 2;
}
}
}这个代码固然可行, 但是破坏了原有数组. 有时候我们不希望破坏原数组, 就需要在方法内部创建一个新的数组, 并由方法返回出来.如下：
// 返回一个新的数组
class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
int[] output = transform(arr);
printArray(output);
}
public static void printArray(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
public static int[] transform(int[] arr) {
int[] ret = new int[arr.length];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
ret[i] = arr[i] * 2;
}
return ret;
}
}这样的话就不会破坏原有数组了.另外由于数组是引用类型, 返回的时候只是将这个数组的首地址返回给函数调用者, 没有拷贝数组内容, 从而比较高
效.
四、数组拷贝
代码示例：
import java.util.Arrays
int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
arr[0] = 10;
System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr));
System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
// 拷贝某个范围.
int[] newArr = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4);
System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2));注意事项: 相比于 newArr = arr 这样的赋值, copyOf 是将数组进行了 深拷贝, 即又创建了一个数组对象, 拷贝原有数组中的所有元素到新数组中. 因此, 修改原数组, 不会影响到新数组.
内存布局如下：
