Java基础03——数组

news2024/10/7 4:25:12

Java基础03——数组

  • 一、数组介绍
  • 二、数组的定义与静态初始化
    • 1. 定义数组
    • 2. 数组静态初始化
  • 三、数组元素访问
    • 1. 数组的地址值
    • 2. 数组访问
  • 四、数组遍历
  • 五、数组动态初始化
  • 六、数组常见问题
    • 1. 索引越界异常
  • 七、数组常见操作
    • 1. 求最值
    • 2. 求和
    • 3. 交换数据
    • 4. 打乱数据
  • 八、数组内存图
  • 九、二维数组
    • 1. 初始化二维数组
    • 2. 遍历二维数组
    • 3. 不等长二维数组
    • 4. 二维数组地址覆盖

一、数组介绍

什么是数组：

  • 数组指的是一种容器，可以用来存储同种数据类型的多个值。
  • 数组容器在存储数据的时候，需要结合隐式转换考虑。
    • int类型的数组容器（boolean、byte、short、int、double）
    • double类型的数组容器（byte、short、int、long、float、double）

二、数组的定义与静态初始化

1. 定义数组

  • 格式一（常用）：数据类型[] 数组名
    • int[] array
  • 格式二：数据类型 数组名[]
    • int array[]

2. 数组静态初始化

初始化：就是在内存中，为数组容器开辟空间，并将数据存入容器中的过程。
定义数组是给数组名字，初始化数组是给数组开辟内存空间。

  • 格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1, 元素2…};
  • 简化格式：数据类型[] 数组名 = {元素1, 元素2…};
  • 数组静态初始化后，数组长度不能改变。
  • 示例：
    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义数组，存储5个学生的年龄
        int[] age1 = new int[]{11, 12, 13, 14, 15};
        int[] age2 = {11, 12, 13, 14, 15};

        // 定义数组，存储3个学生的姓名
        String[] name1 = new String[]{"张三", "李四", "王五"};
        String[] name2 = {"张三", "李四", "王五"};

        // 定义数组，存储4个学生的身高
        double[] height1 = new double[]{1.93, 1.75, 1.73, 1.81};
        double[] height2 = {1.93, 1.75, 1.73, 1.81};
    }
}

三、数组元素访问

1. 数组的地址值

  • 如果直接输出数组，会显示数组的地址值。
  • 平时习惯性的把整体叫做数组的地址值。
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] age1 = new int[]{11, 12, 13, 14, 15};
        double[] height1 = new double[]{1.93, 1.75, 1.73, 1.81};
        
        System.out.println(age1);  // [I@2c8d66b2
        System.out.println(height1);  // [D@5a39699c
    }
}

[I@2c8d66b2

[ : 表示当前是一个数组
I : 表示当前数组里面的元素都是int类型
@：表示一个间隔符号（固定格式）
2c8d66b2：数组真正的地址值（十六进制）

2. 数组访问

  • 格式：数组名[索引]
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4};
        // 返回0索引上对应的元素
        System.out.println(arr[0]);  // 1
        
        // 把数据存储到数组中
        // 数据覆盖后，原来的数据就不存在了。、
        arr[0] = 100;
        System.out.println(arr[0]);  // 100
    }
}

四、数组遍历

  • 数组遍历：指的是取出数据的过程。将数组中所有的内容取出来，取出来后可以（打印、求和、判断…）
  • 遍历示例：
    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3};
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}

五、数组动态初始化

  • 初始化时只指定数组长度，由系统为数组分配初始值。
  • 格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
  • 示例：
    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个数组，存储班级里50个学生的姓名，姓名未知
        String[] name = new String[50];
        name[0] = "张三";
        name[1] = "李四";
        System.out.println(name[0]); // 张三
        System.out.println(name[1]); // 李四
        System.out.println(name[2]); // 打印出来的是默认初始化值null
    }
}
  • 数组默认初始化值的规律：
数据类型默认初始化值
整型0
小数类型0.0
字符类型\u0000 (空格)
布尔类型false
引用数据类型null
  • 静态初始化和动态初始化的区别
    • 静态初始化：手动指定数组元素，系统会根据元素个数，计算出数组的长度。
      • 需求中已经明确了要操作的具体数据，直接静态初始化即可。
    • 动态初始化：手动指定数组长度，由系统给出默认初始化值。
      • 只明确元素个数，不明确具体数值，推荐使用动态初始化。

六、数组常见问题

1. 索引越界异常

  • 原因：访问了不存在的索引
  • 异常类型：ArrayIndexOutOfBoundsException
  • 异常显示：
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 55 out of bounds for length 50
	at day05.Main.main(Main.java:11)

七、数组常见操作

1. 求最值

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {33, 5, 22, 44, 55};
        // 临时认为0索引的数据是最大的
        int max = arr[0];
        // 拿每一个元素跟max进行比较
        // 循环开始条件可以写1
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }
        System.out.println(max); // 55
    }
}

2. 求和

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        // 定义数组
        int[] arr = new int[10];
        // 随机生成10个数存入数组
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            arr[i] = number;
        }
        // 数组求和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            sum += arr[i];
        }
        System.out.println("数组中所有数据的和为：" + sum);
        System.out.println("数组中平均数为：" + (sum / arr.length));
    }
}

3. 交换数据

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义数组
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
        // 遍历交换数据
        for (int i = 0, j = arr.length - 1; i < j; i++, j--) {
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " "); // 5 4 3 2 1 
        }
    }
}

4. 打乱数据

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();

        // 定义数组
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            // 生成随机索引
            int randomIndex = random.nextInt(arr.length);
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[randomIndex];
            arr[randomIndex] = temp;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
}

八、数组内存图

  • java中内存分配
JVM内存空间作用
栈方法运行时使用的内存，比如main方法运行，进入方法栈中执行
堆存储对象或数组，new来创建的都存储在堆内存
方法区存储可以运行的class文件
本地方法栈JVM在使用操作系统功能的时候使用，与开发无关
寄存器给CPU使用，与开发无关
  • 栈内存：程序的主入口（main方法），开始执行时会进栈，代码执行完毕会出栈。
  • 堆内存：new出来的东西会在堆内存中开辟空间并产生地址。如果new了多次，会在堆内存中开辟多个地址空间。

在这里插入图片描述

  • 两个数组指向同一个内存空间时，其中一个数组的值发生改变，其他数组的值也会发生改变。
    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {11, 22};
        int[] arr2 = arr1;

        System.out.println(arr1[0]);  // 11
        System.out.println(arr2[0]);  // 11

        arr2[0] = 33;

        System.out.println(arr1[0]);  // 33
        System.out.println(arr2[0]);  // 33
    }
}

九、二维数组

1. 初始化二维数组

  • 静态初始化：
    • 一般格式：数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[][] {{元素1, 元素2}, {元素1, 元素2}}
    • 简化格式：数据类型[][] 数组名 = {{元素1, 元素2}, {元素1, 元素2}}
  • 动态初始化：
    • 一般格式：数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[m][n]
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 静态初始化定义一个二维数组
        int[][] arr1 = {
                {1, 2, 3},
                {4, 5, 6, 7, 8, 9}
        };
        
        // 动态初始化定义一个二维数组
        int[][] arr2 = new int[3][5];
    }
}

2. 遍历二维数组

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 动态初始化定义一个二维数组
        int[][] arr2 = new int[3][5];

        // 遍历二维数组
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            for (int k = 0; k < arr1[i].length; k++) {
                System.out.print(arr1[i][k] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

3. 不等长二维数组

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = new int[2][];
        int[] arr1 = {11, 22};
        int[] arr2 = {44, 55, 66};
        arr[0] = arr1;
        arr[1] = arr2;
    }
}

4. 二维数组地址覆盖

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = new int[2][3];
        int[] arr1 = {11, 22};
        int[] arr2 = {44, 55, 66};
        // 新的数组地址覆盖旧地址
        arr[0] = arr1;
        arr[1] = arr2;
    }
}

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