05-02 Java 一维数组、内存分配、数组操作

数组的定义

动态初始化

/*
    数组:存储同一种数据类型的多个元素的容器。

    定义格式：
        A:数据类型[] 数组名;
        B:数据类型 数组名[];

    举例：
        A:int[] a; 定义一个int类型的数组a变量
        B:int a[]; 定义一个int类型的a数组变量

    注意：效果可以认为是一样的，都是定义一个int数组，但是念法上有些小区别。推荐使用第一种。

    如何对数组进行初始化呢?
        A:何谓初始化呢? 就是为数组开辟内存空间，并为每个数组元素赋予值
        B:有几种方式呢?
            a:动态初始化 只指定长度，由系统给出初始化值
            b: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];

        举例：
        int[] arr = new int[3];    

    如何获取数组中的元素呢?
        通过:
            数组名[索引]
            索引其实就是每个元素的编号，从0开始，最大索引是数组的长度-1。
*/
class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组
        //int[] a;
        //可能尚未初始化变量a
        //System.out.println(a);

        int[] arr = new int[3];
        /*
            左边：
                int:说明数组中的元素的数据类型是int类型
                []:说明这是一个数组
                arr:是数组的名称

            右边：
                new:为数组分配内存空间。
                int:说明数组中的元素的数据类型是int类型
                []:说明这是一个数组
                3:数组长度，其实也就是数组中元素的个数
        */

        System.out.println(arr); //[I@175078b 地址值。
        //我要地址值没有意义啊，我就要数据值，怎么办呢?
        //不用担心，java为你考虑到了。
        //其实数组中的每个元素都是有编号的，并且是从0开始。最大编号是数组的长度-1。
        //用数组名和编号的配合就可以获取数组中的指定编号的元素。这个编号的专业叫法：索引
        //通过数组名访问数据的格式是：数组名[索引];
        System.out.println(arr[0]);//
        System.out.println(arr[1]);//
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

Java中的内存分配图：

数组的内存图解----   一个数组

数组的内存图解 -----   2个数组

数组内存图解  ----  3个数组

/*
    定义第一个数组,定义完毕后，给数组元素赋值。赋值完毕后，在输出数组名称和元素。
    定义第二个数组,定义完毕后，给数组元素赋值。赋值完毕后，在输出数组名称和元素。
    定义第三个数组,把第一个数组的地址值赋值给它。(注意类型一致)，通过第三个数组的名称去把元素重复赋值。
    最后，再次输出第一个数组数组名称和元素。
*/
class ArrayDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义第一个数组
        int[] arr = new int[3];
        arr[0] = 88;
        arr[1] = 33;
        arr[2] = 66;
        System.out.println(arr);
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
        System.out.println("----");

        //定义第二个数组
        int[] arr2 = new int[3];
        arr2[0] = 22;
        arr2[1] = 44;
        arr2[2] = 55;
        System.out.println(arr2);
        System.out.println(arr2[0]);
        System.out.println(arr2[1]);
        System.out.println(arr2[2]);
        System.out.println("----");

        //定义第三个数组
        int[] arr3 =  arr;
        arr3[0] = 100;
        arr3[1] = 200;
        System.out.println(arr);
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

3个数组内存图解：

数组的静态初始化、及内存分配

静态初始化

/*
    数组的静态初始化：
        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,…};

        举例：
            int[] arr = new int[]{1,2,3};

            简化后：

            int[] arr = {1,2,3}; //这里是大括号

    注意事项：
        不要同时动态和静态进行。
        如下格式：
            int[] arr = new int[3]{1,2,3}; //错误
*/
class ArrayDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {1,2,3};

        System.out.println(arr);
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

静态初始化、及内存图：

数组操作中两个小问题：越界和空指针

/*
    数组操作的两个常见小问题：
        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。

        作用：请自己把所有的场景Exception结尾的问题总结一下。以后遇到就记录下来。
              现象，原因，解决方案。
*/
class ArrayDemo6 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {1,2,3};

        //System.out.println(arr[3]);

        //引用类型的常量：空常量 null
        arr = null;
        System.out.println(arr[0]);
    }
}

数组操作

数组遍历：

/*
    数组遍历：就是依次输出数组中的每一个元素。

    注意：数组提供了一个属性length，用于获取数组的长度。
          格式：数组名.length
*/
class ArrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {11,22,33,44,55};

        //获取每一个元素
        //如何获取呢?我们知道数组名结合编号(索引)就可以找到数据
        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]);
        System.out.println("--------------------");

        //虽然这种做法可以，但是不是我想要的
        //我们发现，代码的重复度很高
        //输出语句，数组名都是相同的，仅仅是索引是变化的
        //我们就可以使用循环搞定索引值
        for(int x=0; x<5; x++) {
            //x=0,1,2,3,4
            System.out.println(arr[x]);
        }
        System.out.println("--------------------");

        //从0开始我们是明确的，但是为什么到5呢，我们是数了一下数组的个数
        //继续看下个数组如何遍历
        int[] arr2 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2,2,3,4,5,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8};
        //而我们在很多时候，数组的元素不能靠数
        //这个时候，数组就给我们提供了一个属性：length专门用于获取数组的长度
        //格式：数组名.length 返回数组的长度
        System.out.println(arr.length);
        System.out.println(arr2.length);
        System.out.println("--------------------");

        //改进第一个程序
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {
            System.out.println(arr[x]);
        }
        System.out.println("--------------------");

        //我们如果想要对多个数组进行遍历，每个数组的遍历我们都把代码写一遍，麻烦不
        //麻烦，所以，我们准备用方法改进。
        //用方法改进后，请调用
        printArray(arr);
        System.out.println("--------------------");
        printArray(arr2);
        System.out.println("--------------------");
        printArray2(arr);
    }

    /*
        遍历数组的方法

        两个明确：
            返回值类型：void
            参数列表：int[] arr
    */
    public static void printArray(int[] arr) {
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {
            System.out.println(arr[x]);
        }
    }

    //请看改进版本
    public static void printArray2(int[] arr) {
        System.out.print("[");
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {
            if(x == arr.length-1) { //这是最后一个元素
                System.out.println(arr[x]+"]");
            }else {
                System.out.print(arr[x]+", ");
            }
        }
    }
}

数组取最值：

/*
    数组获取最值(获取数组中的最大值最小值)

    分析：
        A:定义一个数组，并对数组的元素进行静态初始化。
        B:从数组中任意的找一个元素作为参照物(一般取第一个),默认它就是最大值。
        C:然后遍历其他的元素，依次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小，就离开。
        D:最后参照物里面保存的就是最大值。
*/
class ArrayTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组
        int[] arr = {34,98,10,25,67};

        //调用方法
        int max = getMax(arr);
        System.out.println("max:"+max);

        //请获取数组中的最小值
        int min = getMin(arr);
        System.out.println("min:"+min);
    }

    /*
        需求：获取数组中的最大值
        两个明确：
            返回值类型：int
            参数列表：int[] arr
    */
    public static int getMax(int[] arr) {
        //从数组中任意的找一个元素作为参照物
        int max = arr[0];
        //然后遍历其他的元素
        for(int x=1; x<arr.length; x++) {
            //依次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小，就离开。
            if(arr[x] > max) {
                max = arr[x];
            }
        }
        //最后参照物里面保存的就是最大值。
        return max;
    }

    public static int getMin(int[] arr) {
        //从数组中任意的找一个元素作为参照物
        int min = arr[0];
        //然后遍历其他的元素
        for(int x=1; x<arr.length; x++) {
            //依次获取和参照物进行比较，如果小就留下来，如果大，就离开。
            if(arr[x] < min) {
                min = arr[x];
            }
        }
        //最后参照物里面保存的就是最小值。
        return min;
    }
}

数组元素逆序 (就是把元素对调)：

/*
    数组元素逆序 (就是把元素对调)

    分析：
        A:定义一个数组，并进行静态初始化。
        B:思路
            把0索引和arr.length-1的数据交换
            把1索引和arr.length-2的数据交换
            ...
            只要做到arr.length/2的时候即可。
*/
class ArrayTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组，并进行静态初始化。
        int[] arr = {12,98,50,34,76};

        //逆序前
        System.out.println("逆序前：");
        printArray(arr);

        //逆序后
        System.out.println("逆序后：");
        //reverse(arr);
        reverse2(arr);
        printArray(arr);
    }

    /*
        需求：数组逆序
        两个明确：
            返回值类型：void (有人会想到应该返回的是逆序后的数组，但是没必要，因为这两个数组其实是同一个数组)
            参数列表：int[] arr
    */
    public static void reverse(int[] arr) {
        /*
        //第一次交换
        int temp = arr[0];
        arr[0] = arr[arr.length-1-0];
        arr[arr.length-1-0] = temp;

        //第二次交换
        int temp = arr[1];
        arr[1] = arr[arr.length-1-1];
        arr[arr.length-1-1] = temp;

        //第三次交换
        int temp = arr[2];
        arr[2] = arr[arr.length-1-2];
        arr[arr.length-1-2] = temp;
        */
        //用循环改进
        /* for(int x=0; x<arr.length/2; x++) {
            int temp = arr[x];
            arr[x] = arr[arr.length-1-x];
            arr[arr.length-1-x] = temp;
        } */
    }

    //数组逆序方法
    public static void reverse2(int[] arr) {
        for(int start=0,end=arr.length-1; start<=end; start++,end--) {
            int temp = arr[start];
            arr[start] = arr[end];
            arr[end] = temp;
        }
    }

    //遍历数组
    public static void printArray(int[] arr) {
        System.out.print("[");
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {
            if(x == arr.length-1) { //这是最后一个元素
                System.out.println(arr[x]+"]");
            }else {
                System.out.print(arr[x]+", ");
            }
        }
    }
}

数组操作--基本查找

/*
    需求：数组元素查找(查找指定元素第一次在数组中出现的索引)

    分析：
        A:定义一个数组，并静态初始化。
        B:写一个功能实现
            遍历数组，依次获取数组中的每一个元素，和已知的数据进行比较
            如果相等，就返回当前的索引值。
*/
class ArrayTest5 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个数组，并静态初始化
        int[] arr = {200,250,38,888,444};

        //需求：我要查找250在这个数组中第一次出现的索引
        int index = getIndex(arr,250);
        System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是："+index);

        int index2 = getIndex2(arr,250);
        System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是："+index2);

        int index3 = getIndex2(arr,2500);
        System.out.println("2500在数组中第一次出现的索引是："+index3);
    }

    /*
        需求：查找指定数据在数组中第一次出现的索引
        两个明确：
            返回值类型：int
            参数列表：int[] arr,int value
    */
    public static int getIndex(int[] arr,int value) {
        //遍历数组，依次获取数组中的每一个元素，和已知的数据进行比较
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {
            if(arr[x] == value) {
                //如果相等，就返回当前的索引值。
                return x;
            }
        }

        //目前的代码有一个小问题
        //就是假如我要查找的数据在数组中不存在，那就找不到，找不到，你就对应的返回吗?
        //所以报错。

        //只要是判断，就可能是false，所以大家要细心。

        //如果找不到数据，我们一般返回一个负数即可，而且是返回-1
        return -1;
    }
    
    //正确写法
    public static int getIndex2(int[] arr,int value) {
        //定义一个索引
        int index = -1;

        //有就修改索引值
        for(int x=0; x<arr.length; x++) {
            if(arr[x] == value) {
                index = x;
                break;
            }
        }

        //返回index
        return index;
    }
}