java_数组的定义与操作

数组定义和访问

数组概念

数组概念： 数组就是存储多个数据的容器，数组的长度固定，多个数据的数据类型要一致。

数组的定义

方式一
数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

举例： 定义可以存储3个整数的数组容器，代码如下：

int[] arr = new int[3];

方式二
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3…};

举例： 定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

方式三
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3…};

举例： 定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器

int[] arr = {1,2,3,4,5};

数组的访问

直接输出数组名,显示的是数组的地址 [I@50cbc42f
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。

格式：数组名[索引]

通过索引访问数组中的元素：
数组名[索引]，获取出数组中的元素
数组名[索引]=数值，为数组中的元素赋值

数组的长度属性： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的
长度，语句为： 数组名.length ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数
组的最大索引值为 数组名.length-1

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
    //打印数组的属性，输出结果是5
    System.out.println(arr.length);
}

数组原理内存图

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。

Java虚拟机的内存划分

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：

区域名称	作用
寄存器	给CPU使用，和我们开发无关。
本地方法栈	JVM在使用操作系统功能的时候使用，和我们开发无关。
方法区	存储可以运行的class文件。
堆内存	存储对象或者数组，new来创建的，都存储在堆内存。
方法栈	方法运行时使用的内存，比如main方法运行，进入方法栈中执行。

数组在内存中的存储

一个数组内存图

public class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];
        System.out.println(arr); // [I@50cbc42f
        arr[1] = 2;
        System.out.println(arr[1]);
    }
}

[I@50cbc42f是数组在内存中的地址。new出来的内容，都是在堆内存中存储的，而方法中的变量arr保存的是数组的地址。 输出arr[0]，就会输出arr保存的内存地址中数组中0索引上的元素

两个数组内存图

public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = new int[2];
        int[] arr2 = new int[3];
        System.out.println(arr1);
        System.out.println(arr1[0]);
        System.out.println(arr1[1]);
        System.out.println(arr2);
        System.out.println(arr2[0]);
        System.out.println(arr2[1]);
        System.out.println(arr2[2]);
        // 给arr1数组的索引为0元素赋值100
        arr1[0] = 100;
        // 给arr2数组的索引为0元素赋值200
        arr2[0] = 200;
        System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
        System.out.println(arr1);
        System.out.println(arr1[0]);
        System.out.println(arr1[1]);
        System.out.println(arr2);
        System.out.println(arr2[0]);
        System.out.println(arr2[1]);
        System.out.println(arr2[2]);
}

两个变量指向一个数组

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];
    arr[0] = 100;
    arr[1] = 200;
    arr[2] = 300;
    System.out.println(arr);
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);
    // 定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2
    // arr和arr2指向堆中同一个数组
    int[] arr2 = arr;
    arr2[0] = 111;
    arr2[1] = 222;
    arr2[2] = 333;
    System.out.println(arr);
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);
    System.out.println(arr2);
    System.out.println(arr2[0]);
    System.out.println(arr2[1]);
    System.out.println(arr2[2]);
}

数组的常见操作

数组越界异常

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

创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是0，1，2，没有3索引，因此不能访问数组中不存在的索引，程序运行后，将会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。

数组空指针异常

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2,3};
    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。

数组遍历

数组遍历： 就是将数组中的每个元素分别获取出来。

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {11, 22, 33, 44};
    // 将数组中的每个元素都取出来
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}

数组获取最大值元素

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {2, 16, 1000, 10000, 500, 3000};
    // 1.定义变量记录较大的值,先假定arr[0]是最大值
    int max = arr[0];
    // 2.遍历拿到数组中的每个元素
     for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        // 3.如果arr[i]大于max,将max改成arrr[i]
        if (arr[i] > max) {
            // 10000
            max = arr[i];
        }
    }
    // 4.输出最大值
    System.out.println(max);
}

数组反转

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};
    // 定义变量记录小索引: start = 0
    // 定义变量记录大索引: end = arr.length ‐ 1
    // 循环终止条件: start < end 才需要交换位置
    for (int start = 0, end = arr.length ‐ 1; start < end; start++, end‐‐) {
        // 循环交换位置,利用第三方变量
        int tmp = arr[start];
        arr[start] = arr[end];
        arr[end] = tmp;
    }
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}

数组作为方法参数和返回值

数组作为方法参数

数组作为方法参数传递，传递的参数是数组内存的地址。

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};
    System.out.println("1位置: " + arr);
    printArray(arr);  // 数组作为方法参数传递，传递的参数是数组内存的地址
}
public static void printArray(int[] arr) {
    System.out.println("2位置: " + arr);
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}

数组作为方法返回值

数组作为方法的返回值，返回的是数组的内存地址

public static void main(String[] args) {
    //调用方法，接收数组的返回值
    //接收到的是数组的内存地址
    int[] arr = getArr();
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}
/*
  创建方法，返回值是数组类型
  return返回数组的地址
*/
public static int[] getArr() {
    int[] arr = { 12, 54, 32 };
    //返回数组的地址，返回到调用者
    return arr;
}