【JAVA基础】05 Java语言基础：数组

1. 数组概述和定义格式说明

• 为什么要有数组（容器）

  • 为了存储同种数据类型的多个值

• 数组概念

  • 数组是存储同一种数据类型多个元素的集合。也可以看成是一个容器。

  • 数组既可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型。

• 数组定义格式

  • 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];

    • 如：int[] arr = new int[5];    可以存储五个int类型的数据

    • /*
      * A:为什么要有数组(容器)
          * 为了存储同种数据类型的多个值
      * B:数组概念
          * 数组是存储同一种数据类型多个元素的集合。也可以看成是一个容器。
          * 数组既可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型。
      
      * C:数组定义格式
          数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
      */
      class Demo1_Array {
          public static void main(String[] args) {
              int x = 10;
              x = 20;
      
              System.out.println("x = " + x);
      
              //数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
              int[] arr = new int[5];                //可以存储五个int类型的数据
      
              /*
              左边:
              int:数据类型
              []:代表的数组,几个中括号就代表几维数组
              arr:合法的标识符
      
              右边:
              new:创建新的实体或对象
              int:数据类型
              []:代表的数组
              5:代表数组的长度
              */
      
          }
      }

2. 数组的初始化动态初始化

• 什么是数组的初始化

  • 就是为数组开辟连续的内存空间，并为每个数组元素赋予值

• 如何对数组进行初始化

  • 动态初始化 只指定长度，由系统给出初始化值

    • int[] arr = new int[5];

  • 静态初始化 给出初始化值，由系统决定长度

• 动态初始化的格式：

  • 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];

• 案例演示

  • 输出数组名称和数组元素

  • /*
    * A:什么是数组的初始化
        * 就是为数组开辟连续的内存空间，并为每个数组元素赋予值
    * B:如何对数组进行初始化
        * a:动态初始化 只指定长度，由系统给出初始化值
            * int[] arr = new int[5];
        * b:静态初始化 给出初始化值，由系统决定长度
    * C:动态初始化的格式：
        * 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
    * D:案例演示
        * 输出数组名称和数组元素
    
        整数类型:byte,short,int,long默认初始化值都是0
        浮点类型:float,double默认初始化值都是0.0
        布尔类型:boolean默认初始化值false
        字符类型:char默认初始化值'\u0000'
        char在内存中占的两个字节,是16个二进制位
        \u0000,每一个0其实代表的是16进制的0,那么四个0就是代表16个二进制位
    
        [I@19bb25a
    
        [代表是数组,几个就代表几维
        I代表是int类型
        @是固定的
        19bb25a代表的是数组的地址值
    */
    class Demo2_Array {
        public static void main(String[] args) {
            //数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
            int[] arr = new int[5];                //动态初始化,在内存中开辟连续的5块空间
    
            System.out.println(arr[0]);            //系统给出默认初始化值,整数类型的都是0
    
            arr[0] = 10;
    
            System.out.println(arr[0]);    
    
            System.out.println(arr);            //[I@19bb25a
        }
    }

  • 初始化值：

    • 整数类型：byte，short，int，long默认初始化值都是0

    • 浮点类型：float，double默认初始化值都是0.0

    • 布尔类型：boolean默认初始化值false

    • 字符类型：char默认初始化值'\u0000'

      • char在内存中占的两个字节，是16个二进制位

      • \u0000，每一个0其实代表的是16进制的0，那么四个0就是代表16个二进制位

    • System.out.println(arr);  输出：[I@19bb25a

      • [代表是数组，几个就代表几维

      • I代表是int类型

      • @是固定的

      • 19bb25a代表的是数组的地址值

3. Java中的内存分配以及栈和堆的区别

• 栈

  • 存储局部变量

  • 局部变量：定义在方法声明上和方法中的变量

• 堆

• • 存储new出来的数组或对象

• 方法区

  • 面向对象部分讲解

• 本地方法区

  • 和系统相关

• 寄存器

  • 给CPU使用

4. 数组的内存图解

• 画图演示

  • 一个数组

  • 

• 画图演示

  • 二个不同的数组

  • class Demo4_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr1 = new int[3];                //创建数组,长度为3
            int[] arr2 = new int[3];                //创建数组,长度为3
    
            System.out.println(arr1);                //打印数组的地址值
            System.out.println(arr2);
    
            arr1[0] = 10;                            //给第一个数组中第一个元素赋值
            arr2[1] = 20;                            //给第二个数组中第二个元素赋值
    
            System.out.println(arr1[0]);
            System.out.println(arr1[1]);
            System.out.println(arr1[2]);
    
            System.out.println("--------------------------------------");
    
            System.out.println(arr2[0]);
            System.out.println(arr2[1]);
            System.out.println(arr2[2]);
        }
    }

  • 

• 画图演示

  • 三个引用，有两个数组的引用指向同一个地址

  • //三个引用两个数组
    class Demo5_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr1 = new int[3];
            int[] arr2 = new int[5];
            int[] arr3 = arr2;
    
            System.out.println(arr1);
            System.out.println(arr2);
            System.out.println(arr3);
    
            arr1[0] = 10;
            arr1[1] = 20;
    
            arr2[1] = 30;
            arr3[1] = 40;
            arr3[2] = 50;
    
            System.out.println(arr1[0]);
            System.out.println(arr1[1]);
            System.out.println(arr1[2]);
            System.out.println("-------------------------------");
            System.out.println(arr2[0]);
            System.out.println(arr2[1]);
            System.out.println(arr2[2]);
            System.out.println(arr2[3]);
            System.out.println(arr2[4]);
            System.out.println("-------------------------------");
            System.out.println(arr3[0]);
            System.out.println(arr3[1]);
            System.out.println(arr3[2]);
            System.out.println(arr3[3]);
            System.out.println(arr3[4]);
        }
    }

  • 

5. 数组的初始化静态初始化及内存图

• 静态初始化的格式：

  • 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,…};

• 案例演示

  • 对数组的解释

  • 输出数组名称和数组元素

  • /*
    * A:静态初始化的格式：
        * 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,…};
    * B:案例演示
        * 对数组的解释
        * 输出数组名称和数组元素
    * C:画图演示
        * 一个数组
    */
    class Demo6_Array {
        public static void main(String[] args) {
            //数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,…};
            //int[] arr = new int[5]{11,22,33,44,55};    //不允许动静结合，会报错
            int[] arr2 = {11,22,33,44,55};            //静态初始化的简写形式
            //int[] =arr = new int[]{11,2,3,4,5};
    
            //int[] arr;                                //声明数组引用
            //arr = new int[]{11,22,33,44,55};
    
            //int[] arr2;
            //arr2 = {11,22,33,44,55};                //简写形式声明和赋值在同一行
    
            System.out.println(arr2);
            System.out.println(arr2[4]);
        }
    }

• 画图演示

  • 一个数组

  • 

6. 数组操作的两个常见小问题越界和空指针

• 案例演示

  • ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常

    • 原因：你访问了不存在的索引。

  • NullPointerException：空指针异常

    • 原因：数组已经不在指向堆内存了。而你还用数组名去访问元素。

      • int[] arr = {1,2,3};

      • arr = null;

      • System.out.println(arr[0]);

  • /*
    * A:案例演示
        * a:ArrayIndexOutOfBoundsException:数组索引越界异常
            * 原因：你访问了不存在的索引。
        * b:NullPointerException:空指针异常
            * 原因：数组已经不在指向堆内存了。而你还用数组名去访问元素。
            * int[] arr = {1,2,3};
            * arr = null;
            * System.out.println(arr[0]);
    */
    class Demo7_Exception {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = new int[5];                        //0x0011
            System.out.println(arr[5]);                //当访问数组中不存在的索引,会出现索引越界异常
    
            arr = null;
            System.out.println(arr[0]);        //当数组引用赋值为null,再去调用数组中的元素就会出现空指针异常
        }
    }

7. 数组的操作

7.1 遍历

• 数组遍历：就是依次输出数组中的每一个元素。

• 数组的属性：
  • arr.length  数组的长度，数组的元素个数

• 数组的最大索引：arr.length - 1;
• 数组的索引区间：[0, arr.length - 1 ]

• /*
  * A:案例演示
      * 数组遍历：就是依次输出数组中的每一个元素。
      * 数组的属性:arr.length数组的长度
      * 数组的最大索引:arr.length - 1;
  */
  class Demo8_Array {
      public static void main(String[] args) {
          int[] arr = {11,22,33,44,55};
  
          //arr.length 代表的是数组的长度
          System.out.println(arr.length);
          for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {
              System.out.println(arr[i]);
          }
  
          int[] arr2 = {3,4,5};
          print(arr2);
      }
  
      /*
      数组的遍历
      1,返回值类型void
      2,参数列表int[] arr
      */
  
      public static void print(int[] arr) {
          for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {
              System.out.print(arr[i] + " ");
          }
      }
  }

7.2 获取最值

• 案例演示

  • 数组获取最值（获取数组中的最大值最小值）

  • /*
    * A:案例演示
        * 数组获取最值(获取数组中的最大值最小值)
    */
    class Demo9_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {33,77,22,44,55};
            int max = getMax(arr);
            System.out.println(max);
        }
    
        /*
        获取数组中最大值
        1,返回值类型int
        2,参数列表int[] arr
        */
    
        public static int getMax(int[] arr) {
            int max = arr[0];
            for (int i = 1;i < arr.length ;i++ ) {            //从数组的第二个元素开始遍历
                if (max < arr[i]) {                            //如果max记录的值小于的数组中的元素
                    max = arr[i];                            //max记录住较大的
                }
            }
    
            return max;
        }
    }

7.3 反转

• 案例演示

  • 数组元素反转（就是把元素对调）

  • /*
    * A:案例演示
        * 数组元素反转(就是把元素对调)
    */
    class Demo10_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {11,22,33,44,55};
            reverseArray(arr);
            print(arr);
        }
    
        /*
        数组元素反转
        1,明确返回值类型void
        2,明确参数列表int[] arr
        */
    
        public static void reverseArray(int[] arr) {
            for (int i = 0;i < arr.length / 2 ; i++) {
                //arr[0]和arr[arr.length-1-0]交换
                //arr[1]和arr[arr.length-1-1]交换
                //arr[2]和arr[arr.lentth-1-2]
                //...
    
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[arr.length-1-i];
                arr[arr.length-1-i] = temp;
            }
        }
    
        /*
        数组遍历
        1,明确返回值类型void
        2,明确参数列表int[] arr
        */
    
        public static void print(int[] arr) {
            for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {                //遍历数组中的每一个元素
                System.out.print(arr[i] + " ");                    //打印在控制台
            }
        }
    }

7.4 查表法

• 案例演示

  • 数组查表法（根据键盘录入索引，查找对应星期）

  • /*
    * A:案例演示
        * 数组查表法(根据键盘录入索引,查找对应星期)
    */
    import java.util.Scanner;
    class Demo11_Array {
        public static void main(String[] args) {
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入对应的星期范围在1-7");
            int week = sc.nextInt();
    
            System.out.println("星期" + getWeek(week));
        }
    
        /*
        根据索引返回对应的星期
        1,返回值类型char
        2,参数列表int week
        */
    
        public static char getWeek(int week) {
            char[] arr = {' ','一','二','三','四','五','六','日'};        //定义了一张星期表
            return arr[week];                                            //通过索引获取表中的元素
        }
    }

7.5 基本查找

• 案例演示

  • 数组元素查找(查找指定元素第一次在数组中出现的索引)

  • /*
    * A:案例演示
        * 数组元素查找(查找指定元素第一次在数组中出现的索引)
    */
    class Demo12_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {11,22,33,44,55,66,77};
            int index = getIndex(arr,88);
            System.out.println(index);
        }
    
        /*
        查找元素索引
        1,返回值类型int
        2,明确参数列表,int[] arr,int value
        */
    
        public static int getIndex(int[] arr,int value) {
            for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {                //数组的遍历
                if (arr[i] == value) {                            //如果数组中的元素与查找的元素匹配
                    return i;
                }
    
            }
            return -1;
    
        }
    }

8. 二维数组

8.1 概述和格式

• 二维数组概述

8.2 二维数组格式

• 第一种二维数组格式

• • int[][] arr = new int[3][2];

  • 注意事项

    • 以下格式也可以表示二维数组

      • 数据类型 数组名[][] = new 数据类型[m][n];

      • 数据类型[] 数组名[] = new 数据类型[m][n];

    • 注意下面定义的区别

    • int x;  // 整数x
      int y;   // 整数y
      int x,y;   // 整数x，y
      
      int[] x;  // x是一维数组
      int[] y[];  // y是二维数组int[] x,y[];   // x是一维数组,y是二维数组

  • 案例演示

    • 定义二维数组，输出二维数组名称，一维数组名称，一个元素

    • class Demo1_Array {
          public static void main(String[] args) {
              int[][] arr = new int[3][2];
              /*
              这是一个二维数组
              这个二维数组中有3个一维数组
              每个一维数组中有2个元素
      
              [[I@19bb25a                                    //二维数组的地址值
              [I@da6bf4                                    //一维数组的地址值
              0                                            //元素值
              */
              System.out.println(arr);                 //二维数组
              System.out.println(arr[0]);          //二维数组中的第一个一维数组
              System.out.println(arr[0][0]);        //二维数组中的第一个一维数组的第一个元素
          }
      }

• • 二维数组格式的内存图解
    • 

• 第二种二维数组格式
  • int[][] arr = new int[3][];

• • 案例演示

    • class Demo3_Array {
          public static void main(String[] args) {
              int[][] arr = new int[3][];   
      　     　//这是一个二维数组,这个二维数组中有三个一维数组,三个一维数组都没有被赋值
      
              System.out.println(arr[0]);
              System.out.println(arr[1]);
              System.out.println(arr[2]);
              arr[0] = new int[3];      //第一个一维数组中可以存储三个int值
              arr[1] = new int[5];      //第二个一维数组中可以存储五个int值
              System.out.println("------------------");
              System.out.println(arr[0]);
              System.out.println(arr[1]);
              System.out.println(arr[2]);
          }
      }

  • 内存图解

    • 

• 第三种二维数组格式

  • int[][] arr = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8,9}};

• 案例演示

  • class Demo4_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[][] arr = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8,9}}; 
             //这是一个二维数组,这个二维数组中每个大括号都代表一个一维数组
            
            System.out.println(arr);    //[[I@19bb25a,二维数组的地址值
            System.out.println(arr[0]);      //[I@da6bf4,一维数组的地址值
            System.out.println(arr[0][0]);       //1,一维数组中的元素值
        }
    }

  • 内存图解
    • 

8.3 二维数组的操作

• 遍历

  • 需求：二维数组遍历

  • 外循环控制的是二维数组的长度，其实就是一维数组的个数。

  • 内循环控制的是一维数组的长度。

  • class Test1_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[][] arr = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8,9}};
    
            for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {            //获取到每个二维数组中的一维数组
                for (int j = 0;j < arr[i].length ;j++ ) {    //获取每个一维数组中的元素
                    System.out.print(arr[i][j] + " ");
                }
    
                System.out.println();
            }
        }
    }

• 求和

• • 需求：公司年销售额求和 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

  • /*
    * A:案例演示
    *
            需求：公司年销售额求和
            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
    */
    class Test2_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int[][] arr = {{22,66,44},{77,33,88},{25,45,65},{11,66,99}};
    
            int sum = 0;                                    //定义变量,记录每次相加的结果
            for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {            //获取每一个一维数组
                for (int j = 0;j < arr[i].length ;j++ ) {    //获取每一个一维数组中的元素
                    sum = sum + arr[i][j];                    //累加
                }
            }
    
            System.out.println(sum);
        }
    }

9. Java中的参数传递问题及图解

• 基本数据类型的值传递,不改变原值,因为调用后就会弹栈,局部变量随之消失

• 引用数据类型的值传递，改变原值，因为即使方法弹栈,但是堆内存数组对象还在,可以通过地址继续访问

• Java中到底是传值还是传址

  • 既是传值,也是传地址,基本数据类型传递的值,引用数据类型传递的地址

  • java中只有传值,因为地址值也是值(出去面试都说这种,支持者是高司令(java之父))

• • class Test3_Array {
        public static void main(String[] args) {
            int a = 10;
            int b = 20;
            System.out.println("a:"+a+",b:"+b);            //a = 10,b = 20
            change(a,b);
            System.out.println("a:"+a+",b:"+b);            //?，此处输出居然是10,20，为什么？
    　　     // 看下面的内存图解，
    
            int[] arr = {1,2,3,4,5};
            change(arr);
            System.out.println(arr[1]);
        }
    
        public static void change(int a,int b) {        //a = 10, b= 20
            System.out.println("a:"+a+",b:"+b);            //a = 10,b = 20
            a = b;                                        //a = 20
            b = a + b;                                    //b = 40
            System.out.println("a:"+a+",b:"+b);            //a = 20, b = 40
        }
    
        public static void change(int[] arr) {            //1,4,3,8,5
            for(int x=0; x<arr.length; x++) {
                if(arr[x]%2==0) {
                    arr[x]*=2;
                }
            }
        }
    }