数组的基本概念

数组：可以看成是相同类型元素的一个集合。在内存中是一段连续的空间。

比如现实中的车库：

在java中，包含6个整形类型元素的数组，就相当于上图中连在一起的6个车位，从上图中可以看到：

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。 

数组的创建及初始化

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 

// 数组的创建
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[10]; // 创建一个可以容纳 10 个 double类型元素的 数组
String[] array3 = new String[10]; // 创建一个可以容纳 10 个 String类型元素的 数组

数组的初始化

数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。 

动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

// 动态初始化
int[] array1 = new int[10];

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

语法格式：

T[] 数组名称 = {data1, data2, data3, ..., dataN};

// 静态初始化
double[] array4 = new double[]{1.0,2.0,3.0}; // double 类型数组 的 静态初始化
String[] array5 = new String[]{"我","爱","代码"}; // String 类型数组 的 静态初始化

int[] array2 = new int[]{1,2,3,4,5}; // int 类型数组 的 静态初始化
int[] array3 = {1,2,3,4,5}; // 简写形式

注意事项：

• 静态初始化虽然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[]。 

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本数据类型，默认值为基本数据类型对应的默认值，比如：

数组的使用

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。 

int[] array = new int[]{1,2,3,4,5};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);
System.out.println(array[4]);

 

注意事项：

 1. 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

2. 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。 

数组中元素的修改

int[] array = new int[]{1,2,3,4,5};
System.out.print(array[0] + " ");
System.out.print(array[1] + " ");
System.out.print(array[2] + " ");
System.out.print(array[3] + " ");
System.out.print(array[4] + " ");
System.out.println();

array[0] = 100;
array[1] = 200;
array[2] = 300;
array[3] = 400;
array[4] = 500;

System.out.print(array[0] + " ");
System.out.print(array[1] + " ");
System.out.print(array[2] + " ");
System.out.print(array[3] + " ");
System.out.print(array[4] + " ");

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。

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);
System.out.println(array[4]);

上述代码可以起到对数组中元素遍历的目的，但问题是：

1. 如果数组中增加了一个元素，就需要增加一条打印语句

2. 如果输入中有100个元素，就需要写100个打印语句

3. 如果现在要把打印修改为给数组中每个元素加1，修改起来非常麻烦 

通过观察代码可以发现，对数组中每个元素的操作都是相同的，则可以使用循环来进行打印。 

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < 5; i++){
System.out.println(array[i]);
}

注意：在数组中可以通过 数组对象.length 来获取数组的长度

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

数组是引用类型 

初始JVM的内存分布

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：

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

如果对内存中存储的数据不加区分的随意存储，那对内存管理起来将会非常麻烦。

就像脏乱的房间：

 

• 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 

现在我们只简单关心堆 和 虚拟机栈这两块空间

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。 

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，都是方法内部的变量，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。

从上图可以看到，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。 

函数的参数

参数传基本数据类型

public static void main(String[] args) {
int num = 0;
func(num);
System.out.println("num = " + num);
}
public static void func(int x) {
x = 10;
System.out.println("x = " + x);
}

 

发现在func方法中修改形参 x 的值, 不影响实参的 num 值.

参数传数组类型(引用数据类型)

public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
func(arr);
System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
}
public static void func(int[] a) {
a[0] = 10;
System.out.println("a[0] = " + a[0]);
}

 

 发现在func方法内部修改数组的内容, 方法外部的数组内容也发生改变. 因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的。

总结:

所谓的 "引用" 本质上只是存了一个地址. Java 将数组设定成引用类型, 这样的话后续进行数组参数传参, 其实 只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大).