java数组和应用

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1. 概述

和Python中一样, Java中也是有用来同时存储多个同类型元素的容器的, 那就是: 数组.

2. 格式

•动态初始化: 我们给定长度, 由系统给出默认初始化值.

格式1 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度];
格式2 数据类型 数组名[] = new 数据类型[长度];
解释: 上述两种定义方式只是写法不同, 并无其他区别.

•静态初始化: 我们给定初始化值, 由系统指定长度.

格式1 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1, 元素2, 元素3};
格式2 数据类型[] 数组名 = {元素1, 元素2, 元素3};
解释: 上述两种定义方式只是写法不同, 并无其他区别.

3. 示例: 定义数组

需求
1.创建int类型的数组, 用来存储3个元素.
2.创建int类型的数组, 存储数据11, 22, 33.
参考代码

public class ArrayDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 创建int类型的数组, 用来存储3个元素.
        //我们制定长度, 由系统给出默认值.
        //格式一:
        int[] arr1 = new int[3];		//推荐.
        //格式二:
        int arr2[] = new int[3];

        //2. 创建int类型的数组, 存储数据`11, 22, 33`.
        //我们直接传入元素, 由系统指定长度.
        //格式1
        int[] arr3 = new int[]{11, 22, 33};
        //格式2
        int[] arr4 = {11, 22, 33};		//推荐.
    }
}
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4. 数组各部分解释

此处以动态初始化举例:
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度];

//例如:
int[] arr = new int[3];  
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解释:

•数据类型: 指的是数组中存储元素的数据类型
例如: 如果是int, 说明数组中只能存储int类型的数据, 如果是String, 则说明数组中只能存储字符串.
•[]: 表示是一个数组.
•数组名: 类似于之前定义的变量名, 要符合命名规范, 我们可以通过数组名来操作数组.
•new: 它是一个关键字, 表示用来创建数组对象的.

5. 数组的特点及基本用法

5.1 特点

1.数组中的每个元素都是有编号的, 且编号是从0开始的. 可以方便我们快速操作数组中的元素.
解释: 编号也叫索引(这个是最常见的念法), 下标, 角标. index
2.数组中每个元素都有默认值.
例如:
1.int类型数组, 元素默认值是: 0
2.double类型的数组, 元素默认值是: 0.0
3.boolean类型的数组, 元素默认值是: false
4.String类型的数组, 元素默认值是: null

5.2 基本用法

1.通过数组名[索引]的形式, 可以快速获取数组中的指定元素.

//格式
数组名[索引]

//例如:
int[] arr = {11, 22, 33};
System.out.println(arr[0]);	//打印结果是: 11
2.通过数组名[索引] = 值;的方式, 可以修改数组中的指定元素值. 
 //格式
数组名[索引] = 值;

//例如:
int[] arr = {11, 22, 33};
System.out.println(arr[1]);	//打印结果是: 22
arr[1] = 222;
System.out.println(arr[1]);	//打印结果是: 222
3.通过数组名.length的方式, 可以获取数组的长度.
 //格式
数组名.length

//例如:
int[] arr = {11, 22, 33};
System.out.println(arr.length);	//打印结果是: 3
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5.3 示例: 数组的基本用法

需求
1.定义一个长度为5的int类型的数组.
2.打印数组中的第3个元素.
3.设置数组中的第一个元素值为11.
4.获取数组中的第一个元素值, 并将其赋值给变量a, 然后打印.
5.打印数组的长度.
参考代码

public class ArrayDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 定义一个长度为5的int类型的数组.
        int[] arr = new int[5];
        //2. 打印数组中的第3个元素.
        System.out.println(arr[2]);
        //3. 设置数组中的第一个元素值为11.
        arr[0] = 11;
        //4. 获取数组中的第一个元素值, 并将其赋值给变量a, 然后打印.
        int a = arr[0];
        System.out.println(a);
        //5. 打印数组的长度.
        System.out.println(arr.length);
    }
}
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6. 数组的内存图

6.1 内存解释

内存是计算机中的重要原件，也是临时存储区域，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。
即: 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。为了提高运算效率，就对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。
JVM的内存划分

1.栈: 存储局部变量以及所有代码执行的.
局部变量: 指的是定义在方法中, 或者方法声明上的变量.
特点: 先进后出.
2.堆: 存储所有new出来的内容(即: 对象).
特点: 堆中的内容会在不确定的时间, 被GC回收.
3.方法区: 存储字节码文件的.
字节码文件: 指的是后缀名为.class的文件.
4.本地方法区:
和系统相关, 了解即可.
5.寄存器
和CPU相关, 了解即可.

6.2 案例: 一个数组内存图

查看如下代码:

public class ArrayDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];
        System.out.println(arr[0]);	//打印数组中的第一个元素, 值为: 0
        System.out.println(arr);    //[I@1540e19d
    }
}
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其中[I@1540e19d是arr数组的地址值, 那这段代码在内存中的执行流程是怎样的呢? 我们一块儿来看下:
图解

7. 两个小问题

数组是我们在实际开发中用到的比较多的容器, 在使用它的时候, 很可能会遇到如下的两个问题:
1.数组索引越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)
2.空指针异常(NullPointerException)

7.1 数组索引越界异常

产生原因 访问了数组中不存在的索引.
解决方案
访问数组中存在的索引即可.
示例
1.定义int类型的数组, 存储元素11, 22.
2.打印数组中的第2个元素.
3.尝试打印数组中的第3个元素.
参考代码

public class ArrayDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 定义int类型的数组, 存储元素11, 22.
        int[] arr = {11, 22};
        //2. 打印数组中的第2个元素.
        System.out.println("arr[1]: " + arr[1]);
        //3. 尝试打印数组中的第3个元素.
        System.out.println("arr[2]: " + arr[2]);
    }
}
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7.2 空指针异常

产生原因
访问了空对象. 即: 对象为空, 你还去调用它的一些方法, 肯定不行.
解决方案
对对象赋具体的值即可.
示例
1.定义int类型的数组, 存储元素11, 22.
2.将null(空常量)赋值给数组.
3.尝试打印数组的第一个元素.
参考代码

public class ArrayDemo07 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 定义int类型的数组, 存储元素11, 22.
        int[] arr = {11, 22};
        //2. 将null(空常量)赋值给数组.
        arr = null;
        //3. 尝试打印数组的第一个元素.
        System.out.println("arr[0]: " + arr[0]);
    }
}
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8. 数组的常见操作

数组是我们在实际开发中用到的比较多的一种容器, 它的常见操作如下:
1.遍历数组.
2.获取数组的最值(最大值, 或者最小值).
3.反转数组.

8.1 案例一: 遍历数组

需求
1.定义int类型的数组arr, 存储元素11, 22, 33, 44, 55.
2.通过for循环, 遍历数组.
参考代码

public class ArrayDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 定义int类型的数组arr, 存储元素11, 22, 33, 44, 55.
        int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};
        //2. 通过for循环, 遍历数组. 
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}
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8.2 案例二: 获取数组的最大值

需求
已知各位美女的颜值如下图, 请求出下图中, 颜值最高的数字, 并打印到控制台上.
即:求数组int[] arr = {5, 15, 2000, 10000, 100, 4000};的最大值.

参考代码

public class ArrayDemo09 {
    public static void main(String[] args) {
        //需求: 求数组int[] arr = {5, 15, 2000, 10000, 100, 4000};的最大值.
        int[] arr = {5, 15, 2000, 10000, 100, 4000};
        int max = arr[0];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (max < arr[i])
                max = arr[i];
        }
        System.out.println("颜值最高的人的颜值为: " + max);
    }
}
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