• JavaSE---数组的定义与使用

    1、 数组的基本概念

    1.1 数组的创建及初始化

    1. int[] array1 = new int[10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
    2. double[] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组
    3. String[] array3 = new double[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组
    1. int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    2. double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
    3. String[] array3 = new String[]{"hell", "Java", "!!!"};
    注意：虽然可以省去new T [ ], 但是编译器编译代码时还是会还原。 
    1. int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    2. double[] array2 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
    3. String[] array3 = {"hell", "Java", "!!!"};
    1. int[] array1;
    2. array1 = new int[10];
    3. int[] array2;
    4. array2 = new int[]{10, 20, 30};
    • 如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值。

    1.     public static void main(String[] args) {
    2.         boolean[] f = new boolean[2];
    3.         System.out.println(f[0]);
    4.  
    5.     }

     1.2 数组的使用

            1. 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 。
    【 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。

            2. 遍历数组

            注意：在数组中可以通过 数组对象 .length 来获取数组的长度 
    1. int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50}; 
    2. for(int i = 0; i < array.length; i++)
    3. { 
    4.     System.out.println(array[i]); 
    5. }
            也可以使用 for-each 遍历数组 
    1. int[] array = {1, 2, 3}; 
    2. for (int x : array) 
    3. { 
    4.     System.out.println(x); 
    5. }
            for-each 是 for 循环的另外一种使用方式 . 能够更方便的完成对数组的遍历 . 可以避免循环条件和更新语句写错。 

    1. import java.util.Arrays;
    2.     public static void main5(String[] args) {
    3.         int[] array = {1,2,3,4,5};
    4.         System.out.println("=======Arrays=toString=======");
    5.         //为了让我们更好的去操作数组，提供了一系列的方法，这些方法在工具类Arrays当中
    6.         String ret = Arrays.toString(array);//将你传进来的数组，以字符串的形式进行输出
    7.         System.out.println(ret);
    8.     }
    1.     public static void main(String[] args) {
    2.         int[] array1 = new int[3];
    3.         array1[0] = 10;
    4.         array1[1] = 20;
    5.         array1[2] = 30;
    6.         int[] array2 = new int[]{1,2,3,4,5};
    7.         array2[0] = 100;
    8.         array2[1] = 200;
    9.         array1 = array2;
    10.         array1[2] = 300;
    11.         array1[3] = 400;
    12.         array2[4] = 500;
    13.         for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
    14.             System.out.println(array2[i]);
    15.         }
    16.     }

    输出结果：100  200  300  400  500

    2、数组的引用类型

    2.1 初始JVM的内存分布

    JVM也对所使用的内存按照功能的不同进行了划分：

    • 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

     2.2 基本类型变量与引用类型变量的区别

    1. public static void func() 
    2. { 
    3.     int a = 10; 
    4.     int b = 20; 
    5.     int[] arr = new int[]{1,2,3}; 
    6. }
    • 在上述代码中，a、b、arr，都是函数内部的变量，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。有点类似C语言中的指针，但是Java中引用要比指针的操作更简单。

    1. public class Test2 {
    2.     public static void func1(int[] array) {
    3.         array = new int[]{1,2,3};
    4.     }
    5.     public static void func2(int[] array) {
    6.         array[0] = 99;
    7.     }
    8.     public static void main(String[] args) {
    9.         int[] array = {9,8,7};
    10.         func1(array);
    11.         for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    12.             System.out.print(array[i]+ " ");
    13.         }
    14.         func2(array);
    15.         for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    16.             System.out.print(array[i]+ " ");
    17.         }
    18.     }
    19. }

    输出结果是：9 8 7 99 8 7  

    2.3 认识 null

            null 在 Java 中表示 " 空引用 " , 也就是一个不指向对象的引用 .

    注意: Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联。
    3、 数组的应用场景
    3.1 保存数据 
    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int[] array = {1, 2, 3}; 
    4.     for(int i = 0; i < array.length;++i)
    5.     { 
    6.         System.out.println(array[i] + " "); 
    7.     } 
    8. }
    3.2 作为函数的参数
            参数传基本数据类型 
    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int num = 0; 
    4.     func(num); 
    5.     System.out.println("num = " + num); 
    6. }
    7. public static void func(int x) 
    8. { 
    9.     x = 10; 
    10.     System.out.println("x = " + x); 
    11. }
    12. // 执行结果 x = 10 num = 0
            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 ) 
    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int[] arr = {1, 2, 3}; 
    4.     func(arr); 
    5.     System.out.println("arr[0] = " + arr[0]); 
    6. }
    7. public static void func(int[] a) 
    8. { 
    9.     a[0] = 10; 
    10.     System.out.println("a[0] = " + a[0]); 
    11. }
    12. // 执行结果 a[0] = 10 arr[0] = 10
            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 ).
    3.3 作为函数的返回值
            比如：获取斐波那契数列的前N 项 
    1. public class TestArray 
    2. {
    3.     public static int[] fib(int n)
    4.     { 
    5.         if(n <= 0)
    6.         { 
    7.             return null; 
    8.         }
    9.         int[] array = new int[n]; 
    10.         array[0] = array[1] = 1; 
    11.         for(int i = 2; i < n; ++i)
    12.         { 
    13.             array[i] = array[i-1] + array[i-2]; 
    14.         }
    15.         return array; 
    16.     }
    17.     public static void main(String[] args) 
    18.     { 
    19.         int[] array = fib(10); 
    20.         for (int i = 0; i < array.length; i++) 
    21.         { 
    22.             System.out.println(array[i]); 
    23.         } 
    24.     } 
    25. }
    4、 数组练习
    4.1 数组转字符串
    import java . util . Arrays
    int [] arr = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 };
    String newArr = Arrays . toString ( arr );
    System . out . println ( newArr );
    // 执行结果
    [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ]
    使用这个方法后续打印数组就更方便一些 .
    Java 中提供了 java.util.Arrays 包 , 其中包含了一些操作数组的常用方法 .
    4.2 数组拷贝 
    1. import java.util.Arrays;
    2.  
    3. public static void func()
    4. { 
    5.     // newArr和arr引用的是同一个数组 
    6.     // 因此newArr修改空间中内容之后，arr也可以看到修改的结果 
    7.     int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
    8.     int[] newArr = arr; 
    9.     newArr[0] = 10; 
    10.     System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(arr));
    11.  
    12.     // 使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝： 
    13.     // copyOf方法在进行数组拷贝时，创建了一个新的数组 
    14.     // arr和newArr引用的不是同一个数组 
    15.     arr[0] = 1; 
    16.     newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length); 
    17.     System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr)); 
    18.  
    19.     // 因为arr修改其引用数组中内容时，对newArr没有任何影响 
    20.     arr[0] = 10; 
    21.     System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr)); 
    22.     System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr)); 
    23.  
    24.     // 拷贝某个范围. 
    25.     int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4); 
    26.     System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2)); 
    27. }

            注意：数组当中存储的是基本类型数据时，不论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类型，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题，关于深浅拷贝在后续详细给大家介绍。
            实现自己版本的拷贝数组 
    1. public static int[] copyOf(int[] arr) 
    2. { 
    3.     int[] ret = new int[arr.length]; 
    4.     for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
    5.     { 
    6.         ret[i] = arr[i]; 
    7.     }
    8.     return ret; 
    9. }

     4.3 求数组中元素的平均值

            给定一个整型数组, 求平均值 
    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; 
    4.     System.out.println(avg(arr)); 
    5. }
    6. public static double avg(int[] arr) 
    7. { 
    8.     int sum = 0; 
    9.     for (int x : arr) 
    10.     { 
    11.         sum += x; 
    12.     }
    13.     return (double)sum / (double)arr.length; 
    14. }
    15.  
    16. // 执行结果 3.5
    4.4 查找数组中指定元素 ( 顺序查找 )
            给定一个数组, 再给定一个元素 , 找出该元素在数组中的位置 . 
    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int[] arr = {1,2,3,10,5,6}; 
    4.     System.out.println(find(arr, 10)); 
    5. }
    6. public static int find(int[] arr, int data) 
    7. { 
    8.     for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
    9.     { 
    10.         if (arr[i] == data) 
    11.         { 
    12.             return i; 
    13.         } 
    14.     }
    15.     return -1; // 表示没有找到 
    16. }
    17.  
    18. // 执行结果 3
    4.5 查找数组中指定元素 ( 二分查找 )
            针对有序数组 , 可以使用更高效的二分查找 .
    啥叫有序数组?
    有序分为 "升序" 和 "降序"
    如 1 2 3 4 , 依次递增即为升序.
    如 4 3 2 1 , 依次递减即为降序
            以升序数组为例, 二分查找的思路是先取中间位置的元素 , 然后使用待查找元素与数组中间元素进行比较：
    • 如果相等，即找到了返回该元素在数组中的下标
    • 如果小于，以类似方式到数组左半侧查找
    • 如果大于，以类似方式到数组右半侧查找
    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; 
    4.     System.out.println(binarySearch(arr, 6)); 
    5. }
    6. public static int binarySearch(int[] arr, int toFind) 
    7. { 
    8.     int left = 0; 
    9.     int right = arr.length - 1; 
    10.     while (left <= right) 
    11.     {
    12.         int mid = (left + right) / 2; 
    13.         if (toFind < arr[mid]) 
    14.         { 
    15.             // 去左侧区间找 
    16.             right = mid - 1; 
    17.         } 
    18.         else if (toFind > arr[mid]) 
    19.         { 
    20.             // 去右侧区间找 
    21.             left = mid + 1; 
    22.         } 
    23.         else 
    24.         {
    25.             // 相等, 说明找到了 
    26.             return mid; 
    27.         } 
    28.     }
    29.     // 循环结束, 说明没找到 
    30.     return -1; 
    31. }
    32.  
    33. // 执行结果 5
            可以看到, 针对一个长度为 10000 个元素的数组查找 , 二分查找只需要循环 14 次就能完成查找 . 随着数组元素个数越多, 二分的优势就越大 .
    4.6 数组排序 ( 冒泡排序 )
            给定一个数组, 让数组升序 ( 降序 ) 排序 .
    算法思路
    假设排升序：
            1. 将数组中相邻元素从前往后依次进行比较，如果前一个元素比后一个元素大，则交换，一趟下来后最大元素就在数组的末尾
            2. 依次从上上述过程，直到数组中所有的元素都排列好 
    1. public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 5, 2, 7};
    2. bubbleSort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); }

            冒泡排序性能较低. Java 中内置了更高效的排序算法 

    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int[] arr = {9, 5, 2, 7}; 
    4.     Arrays.sort(arr); 
    5.     System.out.println(Arrays.toString(arr)); 
    6. }
    4.7 数组逆序
            思路：设定两个下标, 分别指向第一个元素和最后一个元素 . 交换两个位置的元素 .
    然后让前一个下标自增 , 后一个下标自减 , 循环继续即可 . 
    1. public static void main(String[] args) 
    2. { 
    3.     int[] arr = {1, 2, 3, 4}; 
    4.     reverse(arr); 
    5.     System.out.println(Arrays.toString(arr)); 
    6. }
    7. public static void reverse(int[] arr) 
    8. { 
    9.     int left = 0; 
    10.     int right = arr.length - 1; 
    11.     while (left < right) 
    12.     { 
    13.         int tmp = arr[left]; 
    14.         arr[left] = arr[right]; 
    15.         arr[right] = tmp; 
    16.         left++;right--; 
    17.     } 
    18. }
    5、 二维数组
    基本语法
    数据类型 [][] 数组名称 = new 数据类型 [ 行数 ][ 列数 ] { 初始化数据 };
    int [][] arr =
    {
    { 1 , 2 , 3 , 4 },
    { 5 , 6 , 7 , 8 },
    { 9 , 10 , 11 , 12 }
    };
    for ( int row = 0 ; row < arr . length ; row ++ )
    {
    for ( int col = 0 ; col < arr [ row ]. length ; col ++ )
    {
    System . out . printf ( "%d\t" , arr [ row ][ col ]);
    }
    System . out . println ( "" );
    }
    // 执行结果
    1 2 3 4
    5 6 7 8
    9 10 11 12
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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_51912875/article/details/125718055