推荐学习专栏：Java 编程进阶之路【从入门到精通】
文章目录
- 1. 数组
- 2. 一维数组
- 2.1 声明
- 2.2 初始化
- 2.3 使用
- 3. 二维数组
- 3.1 声明
- 3.2 初始化
- 3.3 使用
- 4. 数组在内存中的分布
- 5. 数组常用的方法
- 5.1 Arrays.toString方法
- 5.2 Arrays.copyOf方法
- 5.3 Arrays.copyOfRange方法
- 5.4 Arrays.sort方法
- 5.5 Arrays.fill方法
- 5.6 Arrays.equals方法
- 5.7 Arrays.binarySearch方法
- 6. 总结
1. 数组
数组在 Java 编程中是一个非常基础且重要的概念，简单来说，就是把具有相同数据类型的数据存储在地址连续的内存空间中，目的是在程序设计中方便这一类数据的管理。每一个内容都有编号，这个编号从 0 开始，称为数组下标。
数组分为一维数组和二维数组，还有一些和数组相关的重要内容，例如数组中元素的查找，排序等，下面做详细的讲解。
2. 一维数组
2.1 声明
语法：
元素类型[] 变量名称 示例:int[] intArray;
元素类型 变量名称[] 示例:int intArray[];
上面两种声明方法效果相同，还可以在一行声明多个数组：
int[] array1,array2,array3;
2.2 初始化
数组的初始化过程就是给数据分配内存空间的过程，一维数组有两种初始化方法，分别是静态初始化和动态初始化。
静态初始化：声明数组时，对数组初始化，此时知道数组的内容，数组的大小会根据初始值的个数确定长度。
int[] arr = { 1,2,3,4 }; //省略情况
int[] arr = new int[] { 1,2,3,4 };//可以省略new int[]
动态初始化：此时不知道数组的内容，声明时需要指定数组的长度。
int[] arr = new int[10]; //定义10个int类型的数组
同样，我们可以使用如下的方法创建数组：
int[] array1;
array1 = new int[10];
int[] array2;
array2 = new int[]{10, 20, 30};
// 注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败
// int[] array3;
// array3 = {1, 2, 3};
2.3 使用
数组的长度属性：在 Java 中，万物皆对象，比如这里的数组，所以我们可以直接获取数组的长度的属性。
示例：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
int num = arr.length;
System.out.println(num);
}
}
数组元素的访问：数组中每个数据都有自己的编号，称为数组下标，数组下标从0开始，我们可以通过数组下标访问数组元素。
示例：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr=new int[]{1,2,3,4,5};
System.out.println(arr[3]);
}
}
同时，我们可以使用数组下标修改数组内容：
arr[0]=0;
数组的遍历：在 Java中有两种方式遍历数组，分别是 for 循环和增强 for 循环。
//for循环遍历数组
int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < array.length; i++){
System.out.println(array[i]);
}
//foreach增强循环遍历数组
int[] array = {1, 2, 3};
for (int x : array) {
System.out.println(x);
}
/**
*int x ：array表示的是数组中的数据类型+变量名 : 数组名
*/
3. 二维数组
二维数组本质上是以数组作为数组元素的数组，即“数组的数组”。
3.1 声明
语法格式：
类型说明符 数组名[常量表达式][常量表达式]
示例：
int tempArray[][]=new int[][3]; //错误
int tempArray[][]=new int[3][]; //正确
int tempArray[][]=new int[3][4]; //正确
3.2 初始化
静态初始化：
public static void main(String[] args)
{
int[][] Arr={{1,2},{3,4},{5,6}};
}
动态初始化：
public static void main(String[] args)
{
int[][] Arr=new int[10][10];
for(int i=0;i<10;i++){
for(int j=0;j<10;j++){
myArr[i][j] = (i+1)*j;
}
}
}
3.3 使用
二维数组的遍历：这里和一维数组一样，也可以使用 for 循环和 foreach 循环来遍历。
示例：
int[][] arr1 = { {1,2,3},{4,5,6} };
//for
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr1[i].length; j++) {
System.out.print(arr1[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
//foreach
for (int[] x : arr1) {
for (int y : x) {
System.out.print(y + " ");
}
System.out.println();
}
4. 数组在内存中的分布
在学习 Java 数组时，我们一定要弄明白其在内存中的分布情况，这对于我们理解数组和使用数组都是十分重要的。为什么我们要说二位数组其实也可以理解为一维数组？
在我们弄清楚了数组在内存中的分布以后，这个问题就不难理解了。
要弄清楚数组在内存中的分布，首先要明白 JVM 内存分布情况。为了方便管理内存，JVM对内存进行了划分，Java 作为一门面向对象语言，实际上JVM 内存是以类和对象的分布划分的。
上图大致的表示了Java虚拟机运行时的数据区，Java经过编译后产生的.class文件被加载到 JVM 虚拟机里面的本地方法栈里面运行，Java虚拟机栈通常存放局部变量等，堆区是 Java 中最大的一块内存，用来存放对象，且不用手动释放内存，后面我们会学到Java垃圾处理机制，他会自动释放这一部分的内存，方法区用来存放常量，静态变量等。
这里我们主要看堆区和 Java 虚拟机栈。数组作为引用数据类型，在创建时，其实是创建了一个对象的引用，这个引用用来存放数组对象的首地址，例如：
int[] array = new int[]{1, 2, 3, 4};//静态初始化
此时，Java虚拟机栈上会开辟一块内存空间，存放引用数据类型的变量 array ，并且在堆区中开辟了内存空间存放 new 出来的对象，array 指向堆区中的这个对象，即存储对象的地址。如图：
此时，对于二维数组来说也不难理解，在 Java 虚拟机栈上的引用类型的变量指向了堆区的对象，其实在 Java 中当栈中的变量不在指向该对象时，说明该对象已经不在需要，此时堆区的对应内存就会被释放，无需手动释放。
5. 数组常用的方法
Java 中的 Arrays 工具类包括了数组常用的一些方法，比如数组的查找，排序，数组的拷贝等方法，而这些方法，是数组中非常基础且重要的部分，同样在我们的程序中也经常使用到。当然在使用之前需要导入：
import java.util.Arrays;
5.1 Arrays.toString方法
作用：将一维数组转化为字符串。如果你要将二维数组转化为字符串，请使用 Arrarys.deepToString。
示例：
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[] { 1,2,3,4 };
System.out.println(Arrays.toString(array));//[1,2,3,4]
}
}
5.2 Arrays.copyOf方法
作用：从下标0开始复制数组中的内容到一个新的数组。
示例：
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[] { 1,2,3,4 };
int[] ret = Arrays.copyOf(array,2);
System.out.println(Arrays.toString(ret));//[1,2]
}
}
5.3 Arrays.copyOfRange方法
作用：和上一个方法相似，这个方法的作用是指定了复制的范围，并且这个方位是左闭右开的范围。
示例：
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[] { 1,2,3,4 };
int[] ret = Arrays.copyOfRange(array,2,4);
System.out.println(Arrays.toString(ret));//[3,4]
}
}
5.4 Arrays.sort方法
作用：对数组中的元素升序排列。
示例：
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[] { 4,3,2,1 };
Arrays.sort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));//[1,2,3,4]
}
}
5.5 Arrays.fill方法
作用：把数组内容全部填充为一个值。如果你想填充数组中指定位置的值，请使用重载的方法：
public static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val)
其中四个参数的含义分别是：要填充的数组，要填充的数组的第一个元素的索引（包括该元素），要填充数组的最后一个元素的索引（不包括该元素），要填充在数组中的值。
示例：
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[10];
Arrays.fill(array,10);
Arrays.fill(array,2,8,20);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
5.6 Arrays.equals方法
作用：判断连个数组的内容是否相等，调用时需要传入两个需要比较的数组作为参数。
示例：
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr1 = new int[] { 4,3,2,1 };
int[] arr2 = new int[] { 1,2,3,4 };
int[] arr3 = new int[] { 1,2,3,4 };
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));//false
System.out.println(Arrays.equals(arr2, arr3));//true
}
}
5.7 Arrays.binarySearch方法
作用：利用二分查找查找数组中的元素，数组中的元素需要升序排列。
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr1 = new int[] { 1,2,3,4};
System.out.println(Arrays.binarySearch(arr1, 2));//下标是1
}
}
6. 总结
理解数组的思想，熟练使用数组的常用方法和明确 Java 数组在内存中的分布情况是 Java 基础篇中十分重要的一部分。
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