day04_java基础&IDEA开发工具

一、课程目标

2. 【理解】 什么是数组
3. 【掌握】 数组的定义及初始化
4. 【理解】 数组的内存图
6. 【理解】 数组常见的问题
7. 【掌握】 数组的案例
8. 【理解】 二维数组

三、一维数组

3.1 什么是数组

数组就是存储数据长度固定的容器，存储多个数据的数据类型要一致。

3.2 数组定义格式

3.2.1 格式一

数据类型[] 数组名;

示例：

int[] arr;        
double[] arr;      
char[] arr;

3.2.2 格式二

数据类型 数组名[];

示例：

int arr[];
double arr[];
char arr[];

3.3 数组初始化

3.3.1 数组动态初始化

3.3.1.1 什么是动态初始化

数组动态初始化就是只给定数组的长度，由系统给出默认初始化值

3.3.1.2 动态初始化格式

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];

int[] arr = new int[3];

3.3.1.3 动态初始化格式详解

• 等号左边

  • int:数组的数据类型

  • []:代表这是一个数组

  • arr:代表数组的名称

• 等号右边

  • new:为数组开辟内存空间

  • int:数组的数据类型

  • []:代表这是一个数组

  • 3:代表数组的长度

3.3.2 数组静态初始化

3.3.2.1 什么是静态初始化

在创建数组时，直接将元素确定,由系统计算出数组的长度

3.3.2.2 静态初始化格式

• 完整版格式

  数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,...};

• 简化版格式

  数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,...};

3.3.2.3 示例代码

public class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {1, 2, 3};

        //输出数组名
        System.out.println(arr);

        //输出数组中的元素
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

3.4 数组元素访问

3.4.1 什么是索引

每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始。
这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。 	

3.4.2 访问数组元素格式

数组名[索引];

3.4.3 示例代码

public class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];

        //输出数组名
        System.out.println(arr); //[I@880ec60

        //输出数组中的元素
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

3.5 内存分配

3.5.1 内存概述

内存是计算机中的重要原件，临时存储区域，作用是运行程序。
我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的。
必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。 
Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。 

3.5.2 java中的内存分配

目前我们只需要记住两个内存，分别是：栈内存和堆内存

3.6 数组内存图

3.6.1 单个数组的内存图

3.6.2 多个数组的内存图

3.6.3 多个数组指向相同内存图

3.7 数组操作的两个常见小问题

3.7.1 索引越界异常

• 出现原因

  public class ArrayDemo {
      public static void main(String[] args) {
          int[] arr = new int[3];
          System.out.println(arr[3]);
      }
  }

  数组长度为3，索引范围是0~2，但是我们却访问了一个3的索引。

  程序运行后，将会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

• 解决方案

  将错误的索引修改为正确的索引范围即可！

3.7.2 空指针异常

• 出现原因

  public class ArrayDemo {
      public static void main(String[] args) {
          int[] arr = new int[3];
  
          //把null赋值给数组
          arr = null;
          System.out.println(arr[0]);
      }
  }

  arr = null 这行代码，意味着变量arr将不会在保存数组的内存地址，也就不允许再操作数组了，因此运行的时候会抛出 NullPointerException 空指针异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

• 解决方案

  给数组一个真正的堆内存空间引用即可！

3.8 数组案例

3.8.1 数组遍历

就是将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。

public class ArrayTest01 {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
		System.out.println(arr[0]);
		System.out.println(arr[1]);
		System.out.println(arr[2]);
		System.out.println(arr[3]);
		System.out.println(arr[4]);
	}
}

以上代码是可以将数组中每个元素全部遍历出来，但是如果数组元素非常多，这种写法肯定不行，因此我们需要改造成循环的写法。数组的索引是 0 到 lenght-1 ，可以作为循环的条件出现。

public class ArrayTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};

        //使用通用的遍历格式
        for(int x=0; x 
3.8.2 数组最值
 
 
 
数组最值就是从数组的所有元素中找出最大值或最小值
 
 
3.8.2.1 实现思路
 
- 定义变量，保存数组0索引上的元素
- 遍历数组，获取出数组中的每个元素
- 将遍历到的元素和保存数组0索引上值的变量进行比较
- 如果数组元素的值大于了变量的值，变量记录住新的值
- 数组循环遍历结束，变量保存的就是数组中的最大值 
 
 
 
 
 
3.8.2.2 代码实现
 
public class ArrayTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {12, 45, 98, 73, 60};

        //定义一个变量，用于保存最大值
        //取数组中第一个数据作为变量的初始值
        int max = arr[0];

        //与数组中剩余的数据逐个比对，每次比对将最大值保存到变量中
        for(int x=1; x max) {
                max = arr[x];
            }
        }

        //循环结束后打印变量的值
        System.out.println("max:" + max);

    }
}
 
 
3.8.3 数组元素反转
 
 
 
数组中的元素颠倒顺序，例如原始数组为1,2,3,4,5，反转后的数组为5,4,3,2,1
 
 
3.8.3.1 实现思路
 
 
 
数组最远端的元素互换位置。
 
 
实现反转，就需要将数组最远端元素位置交换
 
 
定义两个变量，保存数组的最小索引和最大索引
 
 
两个索引上的元素交换位置
 
 
最小索引++，最大索引--，再次交换位置
 
 
最小索引超过了最大索引，数组反转操作结束
 
 
 
3.8.3.2 代码实现
 
public static void main(String[] args) {
    int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    /*
      循环中定义变量min=0最小索引
      max=arr.length‐1最大索引
      min++,max‐‐
      */
    for (int min = 0, max = arr.length ‐ 1; min <= max; min++, max‐‐) {      
        //利用第三方变量完成数组中的元素交换
        int temp = arr[min];
        arr[min] = arr[max];
        arr[max] = temp;
    }
    // 反转后，遍历数组
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}
 
 
 
四、二维数组
 
4.1 什么是二维数组
 
 
 
二维数组其实就是一个元素为一维数组的数组
 
 
4.2 二维数组格式
 
4.2.1 格式一
 
数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
 
 
格式解释
 
  
 
m表示这个二维数组有多少个一维数组
 
 
n表示每一个一维数组的元素个数
 
 
举例
 
int[][] arr = new int[3][2];
	定义了一个二维数组arr
	这个二维数组有3个一维数组，名称是arr[0],arr[1],arr[2]
	每个一维数组有2个元素，可以通过arr[m][n]来获取
	表示获取第m+1个一维数组的第n+1个元素
 
 
4.2.2 格式二
 
数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][];
 
 
格式解释
 
  
 
m表示这个二维数组有多少个一维数组
 
 
这一次没有直接给出一维数组的元素个数，可以动态的给出
 
 
举例
 
int[][] arr = new int[3][];
// 第一个数组的元素个数为2
arr[0] = new int[2];
// 第一个数组的元素个数为3
arr[1] = new int[3]
// 第一个数组的元素个数为1
arr[2] = new int[1];
 
 
4.2.3 格式三
 
标准版：
	数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{{元素…},{元素…},{元素…}};
简化版：
	数据类型[][] 变量名 = {{元素…},{元素…},{元素…}};
 
 
 
举例
 
int[][] arr =  {{1,2,3},{4,5},{6}};
 
 
4.3 二维数组案例
 
 
需求
 
  
 
   
求公司年销售额求和
 
  
 
 
需求描述
 
  
 
   
某公司按照季度和月份统计的数据如下：单位(万元) 第一季度：22,66,44 第二季度：77,33,88 第三季度：25,45,65 第四季度：11,66,99
 
  
 
 
案例代码
 
public class ArrayCase {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义二维数组
        int[][] arr = {{22, 66, 44}, {77, 33, 88}, {25, 45, 65}, {11, 66, 99}};

        // 求总和
        int he = 0;

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            // 求每一季度的总销售额
            int sum = 0;
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                sum += arr[i][j];
            }

            // 将每一季度的总销售额累加到总和
            he += sum;
            System.out.println("第" + (i + 1) + "季度的销售额是：" + sum);
        }

        System.out.println("总销售额: " + he);
    }
}