第一章 数组定义和访问
1.1 容器概述
案例分析
现在需要统计某公司员工的工资情况,例如计算平均工资、找到最高工资等。假设该公司有50名员工,用前面所学的知识,程序首先需要声明50个变量来分别记住每位员工的工资,然后在进行操作,这样做会显得很麻烦,而且错误率也会很高。因此我们可以使用容器进行操作。将所有的数据全部存储到一个容器中,统一操作。
容器概念
容器:是将多个数据存储到一起,每个数据称为该容器的元素。
生活中的容器:水杯,衣柜,教室
1.2 数组概念
数组概念: 数组就是存储数据长度固定的容器,保证多个数据的数据类型要一致。
1.3 数组的定义
方式一
格式:
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];
数组定义格式详解:
- 数组存储的数据类型: 创建的数组容器可以存储什么数据类型。
- [] : 表示数组。
- 数组名字:为定义的数组起个变量名,满足标识符规范,可以使用名字操作数组。
- new:关键字,创建数组使用的关键字。 数组存储的数据类型:
- 创建的数组容器可以存储什么数据类型。
- [长度]:数组的长度,表示数组容器中可以存储多少个元素。
- 注意:数组有定长特性,长度一旦指定,不可更改。
- 和水杯道理相同,买了一个2升的水杯,总容量就是2升,不能多也不能少。
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
格式:
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
格式:
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};
/*
数组的概念:是一种容器,可以同时存放多个数据值。
数组的特点:
1. 数组是一种引用数据类型
2. 数组当中的多个数据,类型必须统一
3. 数组的长度在程序运行期间不可改变
数组的初始化:在内存当中创建一个数组,并且向其中赋予一些默认值。
两种常见的初始化方式:
1. 动态初始化(指定长度)
2. 静态初始化(指定内容)
动态初始化数组的格式:
数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];
解析含义:
左侧数据类型:也就是数组当中保存的数据,全都是统一的什么类型
左侧的中括号:代表我是一个数组
左侧数组名称:给数组取一个名字
右侧的new:代表创建数组的动作
右侧数据类型:必须和左边的数据类型保持一致
右侧中括号的长度:也就是数组当中,到底可以保存多少个数据,是一个int数字
*/
public class Demo01Array {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个数组,里面可以存放300个int数据
// 格式:数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];
int[] arrayA = new int[300];
// 创建一个数组,能存放10个double类型的数据
double[] arrayB = new double[10];
// 创建一个数组,能存放5个字符串
String[] arrayC = new String[5];
}
}
/*
动态初始化(指定长度):在创建数组的时候,直接指定数组当中的数据元素个数。
静态初始化(指定内容):在创建数组的时候,不直接指定数据个数多少,而是直接将具体的数据内容进行指定。
静态初始化基本格式:
数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[] { 元素1, 元素2, ... };
注意事项:
虽然静态初始化没有直接告诉长度,但是根据大括号里面的元素具体内容,也可以自动推算出来长度。
*/
public class Demo02Array {
public static void main(String[] args) {
// 直接创建一个数组,里面装的全都是int数字,具体为:5、15、25
int[] arrayA = new int[] { 5, 15, 25, 40 };
// 创建一个数组,用来装字符串:"Hello"、"World"、"Java"
String[] arrayB = new String[] { "Hello", "World", "Java" };
}
}
/*
使用静态初始化数组的时候,格式还可以省略一下。
标准格式:
数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[] { 元素1, 元素2, ... };
省略格式:
数据类型[] 数组名称 = { 元素1, 元素2, ... };
注意事项:
1. 静态初始化没有直接指定长度,但是仍然会自动推算得到长度。
2. 静态初始化标准格式可以拆分成为两个步骤。
3. 动态初始化也可以拆分成为两个步骤。
4. 静态初始化一旦使用省略格式,就不能拆分成为两个步骤了。
使用建议:
如果不确定数组当中的具体内容,用动态初始化;否则,已经确定了具体的内容,用静态初始化。
*/
public class Demo03Array {
public static void main(String[] args) {
// 省略格式的静态初始化
int[] arrayA = { 10, 20, 30 };
// 静态初始化的标准格式,可以拆分成为两个步骤
int[] arrayB;
arrayB = new int[] { 11, 21, 31 };
// 动态初始化也可以拆分成为两个步骤
int[] arrayC;
arrayC = new int[5];
// 静态初始化的省略格式,不能拆分成为两个步骤。
// int[] arrayD;
// arrayD = { 10, 20, 30 };
}
}
1.4 数组的访问
- 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]
/*
直接打印数组名称,得到的是数组对应的:内存地址哈希值。
二进制:01
十进制:0123456789
16进制:0123456789abcdef
访问数组元素的格式:数组名称[索引值]
索引值:就是一个int数字,代表数组当中元素的编号。
【注意】索引值从0开始,一直到“数组的长度-1”为止。
*/
public class Demo04ArrayUse {
public static void main(String[] args) {
// 静态初始化的省略格式
int[] array = { 10, 20, 30 };
System.out.println(array); // [I@75412c2f // [表示数组,I 表示整型,@表示在哪
// 直接打印数组当中的元素
System.out.println(array[0]); // 10
System.out.println(array[1]); // 20
System.out.println(array[2]); // 30
System.out.println("=============");
// 也可以将数组当中的某一个单个元素,赋值交给变量
int num = array[1];
System.out.println(num); // 20
}
}
/*
使用动态初始化数组的时候,其中的元素将会自动拥有一个默认值。规则如下:
如果是整数类型,那么默认为0;
如果是浮点类型,那么默认为0.0;
如果是字符类型,那么默认为'u0000';
如果是布尔类型,那么默认为false;
如果是引用类型,那么默认为null。
注意事项:
静态初始化其实也有默认值的过程,只不过系统自动马上将默认值替换成为了大括号当中的具体数值。
*/
public class Demo05ArrayUse {
public static void main(String[] args) {
// 动态初始化一个数组
int[] array = new int[3];
System.out.println(array); // 内存地址值
System.out.println(array[0]); // 0
System.out.println(array[1]); // 0
System.out.println(array[2]); // 0
System.out.println("=================");
// 将数据123赋值交给数组array当中的1号元素
array[1] = 123;
System.out.println(array[0]); // 0
System.out.println(array[1]); // 123
System.out.println(array[2]); // 0
}
}
- 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);
}
- 索引访问数组中的元素:
- 数组名[索引]=数值,为数组中的元素赋值
- 变量=数组名[索引],获取出数组中的元素
public static void main(String[] args) {
//定义存储int类型数组,赋值元素1,2,3,4,5
int[] arr = {1,2,3,4,5};
//为0索引元素赋值为6
arr[0] = 6;
//获取数组0索引上的元素
int i = arr[0];
System.out.println(i);
//直接输出数组0索引元素
System.out.println(arr[0]);
}
public class Demo01ArrayOne {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[3]; // 动态初始化
System.out.println(array); // 地址值
System.out.println(array[0]); // 0
System.out.println(array[1]); // 0
System.out.println(array[2]); // 0
System.out.println("==============");
// 改变数组当中元素的内容
array[1] = 10;
array[2] = 20;
System.out.println(array); // 地址值
System.out.println(array[0]); // 0
System.out.println(array[1]); // 10
System.out.println(array[2]); // 20
}
}
第二章 数组原理内存图
2.1 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。
2.2 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。
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。 |
2.3 数组在内存中的存储
一个数组内存图
public class Demo01ArrayOne {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[3]; // 动态初始化
System.out.println(array); // 地址值
System.out.println(array[0]); // 0
System.out.println(array[1]); // 0
System.out.println(array[2]); // 0
System.out.println("==============");
// 改变数组当中元素的内容
array[1] = 10;
array[2] = 20;
System.out.println(array); // 地址值
System.out.println(array[0]); // 0
System.out.println(array[1]); // 10
System.out.println(array[2]); // 20
}
}
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在栈内存中。
两个数组内存图
public class Demo02ArrayTwo {
public static void main(String[] args) {
int[] arrayA = new int[3];
System.out.println(arrayA); // 地址值
System.out.println(arrayA[0]); // 0
System.out.println(arrayA[1]); // 0
System.out.println(arrayA[2]); // 0
System.out.println("==============");
arrayA[1] = 10;
arrayA[2] = 20;
System.out.println(arrayA); // 地址值
System.out.println(arrayA[0]); // 0
System.out.println(arrayA[1]); // 10
System.out.println(arrayA[2]); // 20
System.out.println("==============");
int[] arrayB = new int[3];
System.out.println(arrayB); // 地址值
System.out.println(arrayB[0]); // 0
System.out.println(arrayB[1]); // 0
System.out.println(arrayB[2]); // 0
System.out.println("==============");
arrayB[1] = 100;
arrayB[2] = 200;
System.out.println(arrayB); // 地址值
System.out.println(arrayB[0]); // 0
System.out.println(arrayB[1]); // 100
System.out.println(arrayB[2]); // 200
}
}
两个变量指向一个数组
public class Demo03ArraySame {
public static void main(String[] args) {
int[] arrayA = new int[3];
System.out.println(arrayA); // 地址值
System.out.println(arrayA[0]); // 0
System.out.println(arrayA[1]); // 0
System.out.println(arrayA[2]); // 0
System.out.println("==============");
arrayA[1] = 10;
arrayA[2] = 20;
System.out.println(arrayA); // 地址值
System.out.println(arrayA[0]); // 0
System.out.println(arrayA[1]); // 10
System.out.println(arrayA[2]); // 20
System.out.println("==============");
// 将arrayA数组的地址值,赋值给arrayB数组
int[] arrayB = arrayA;
System.out.println(arrayB); // 地址值
System.out.println(arrayB[0]); // 0
System.out.println(arrayB[1]); // 10
System.out.println(arrayB[2]); // 20
System.out.println("==============");
arrayB[1] = 100;
arrayB[2] = 200;
System.out.println(arrayB); // 地址值
System.out.println(arrayB[0]); // 0
System.out.println(arrayB[1]); // 100
System.out.println(arrayB[2]); // 200
}
}
第三章 数组的常见操作
3.1 数组越界异常
/*
数组的索引编号从0开始,一直到“数组的长度”为止。
如果访问数组元素的时候,索引编号并不存在,那么将会发生
数组索引越界异常
ArrayIndexOutOfBoundsException
原因:索引编号写错了。
解决:修改成为存在的正确索引编号。
*/
public class Demo01ArrayIndex {
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 15, 25, 35 };
System.out.println(array[0]); // 15
System.out.println(array[1]); // 25
System.out.println(array[2]); // 35
// 错误写法
// 并不存在3号元素,所以发生异常
System.out.println(array[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,因此我们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。
3.2 数组空指针异常
/*
所有的引用类型变量,都可以赋值为一个null值。但是代表其中什么都没有。
数组必须进行new初始化才能使用其中的元素。
如果只是赋值了一个null,没有进行new创建,
那么将会发生:
空指针异常 NullPointerException
原因:忘了new
解决:补上new
*/
public class Demo02ArrayNull {
public static void main(String[] args) {
int[] array = null;
// array = new int[3];
System.out.println(array[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。
3.3 数组遍历【重点】
数组遍历: 将数组中的每个元素分别获取出来,就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。
数组的索引是 0 到 lenght-1 ,可以作为循环的条件出现。
/*
如何获取数组的长度,格式:
数组名称.length
这将会得到一个int数字,代表数组的长度。
数组一旦创建,程序运行期间,长度不可改变。
*/
public class Demo03ArrayLength {
public static void main(String[] args) {
int[] arrayA = new int[3];
int[] arrayB = {10, 20, 30, 3, 5, 4, 6, 7, 8, 8, 65, 4, 44, 6, 10};
int len = arrayB.length;
System.out.println("arrayB数组的长度是:" + len);
System.out.println("=============");
int[] arrayC = new int[3];
System.out.println(arrayC.length); // 3
arrayC = new int[5];
System.out.println(arrayC.length); // 5
}
}
/*
遍历数组,说的就是对数组当中的每一个元素进行逐一、挨个儿处理。默认的处理方式就是打印输出。
*/
public class Demo04Array {
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 15, 25, 30, 40, 50, 60, 75 };
// 首先使用原始方式
System.out.println(array[0]); // 15
System.out.println(array[1]); // 25
System.out.println(array[2]); // 30
System.out.println(array[3]); // 40
System.out.println(array[4]); // 50
System.out.println(array[5]); // 50
System.out.println("=================");
// 使用循环,次数其实就是数组的长度。
for (int i = 0; i < 6; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
System.out.println("=================");
// int len = array.length; // 长度
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
}
3.4 数组获取最大值元素
- 最大值获取:从数组的所有元素中找出最大值。
- 实现思路:
- 定义变量,保存数组0索引上的元素
- 遍历数组,获取出数组中的每个元素
- 将遍历到的元素和保存数组0索引上值的变量进行比较
- 如果数组元素的值大于了变量的值,变量记录住新的值
- 数组循环遍历结束,变量保存的就是数组中的最大值
public class Demo05ArrayMax {
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 5, 15, 30, 20, 10000, 30, 35 };
int max = array[0]; // 比武擂台
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
// 如果当前元素,比max更大,则换人
if (array[i] > max) {
max = array[i];
}
}
// 谁最后最厉害,就能在max当中留下谁的战斗力
System.out.println("最大值:" + max);
}
}
3.5 数组反转
- 数组的反转: 数组中的元素颠倒顺序,例如原始数组为1,2,3,4,反转后的数组为4,3,2,1
- 实现思想:数组最远端的元素互换位置。
- 实现反转,就需要将数组最远端元素位置交换
- 定义两个变量,保存数组的最小索引和最大索引
- 两个索引上的元素交换位置 最小索引++,最大索引--,再次交换位置
- 最小索引超过了最大索引,数组反转操作结束
/*
数组元素的反转:
本来的样子:[1, 2, 3, 4]
之后的样子:[4, 3, 2, 1]
要求不能使用新数组,就用原来的唯一一个数组。
*/
public class Demo07ArrayReverse {
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 10, 20, 30, 40, 50 };
// 遍历打印数组本来的样子
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
System.out.println("============");
/*
初始化语句:int min = 0, max = array.length - 1
条件判断:min < max
步进表达式:min++, max--
循环体:用第三个变量倒手
*/
for (int min = 0, max = array.length - 1; min < max; min++, max--) {
int temp = array[min];
array[min] = array[max];
array[max] = temp;
}
// 再次打印遍历输出数组后来的样子
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
}
第四章 数组作为方法参数和返回值
4.1 数组作为方法参数
以前的方法中我们学习了方法的参数和返回值,但是使用的都是基本数据类型。作为引用类型的数组也能作为方法的参数进行传递。
- 数组作为方法参数传递,传递的参数是数组内存的地址
/*
数组可以作为方法的参数。
当调用方法的时候,向方法的小括号进行传参,传递进去的其实是数组的地址值。
*/
public class Demo01ArrayParam {
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 10, 20, 30, 40, 50 };
System.out.println(array); // 地址值
printArray(array); // 传递进去的就是array当中保存的地址值
System.out.println("==========AAA==========");
printArray(array);
System.out.println("==========BBB==========");
printArray(array);
}
/*
三要素
返回值类型:只是进行打印而已,不需要进行计算,也没有结果,用void
方法名称:printArray
参数列表:必须给我数组,我才能打印其中的元素。int[] array
*/
public static void printArray(int[] array) {
System.out.println("printArray方法收到的参数是:");
System.out.println(array); // 地址值
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(array[i]);
}
}
}
4.2 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
/*
一个方法可以有0、1、多个参数;但是只能有0或者1个返回值,不能有多个返回值。
如果希望一个方法当中产生了多个结果数据进行返回,怎么办?
解决方案:使用一个数组作为返回值类型即可。
任何数据类型都能作为方法的参数类型,或者返回值类型。
数组作为方法的参数,传递进去的其实是数组的地址值。
数组作为方法的返回值,返回的其实也是数组的地址值。
*/
public class Demo02ArrayReturn {
public static void main(String[] args) {
int[] result = calculate(10, 20, 30);
System.out.println("main方法接收到的返回值数组是:");
System.out.println(result); // 地址值
System.out.println("总和:" + result[0]);
System.out.println("平均数:" + result[1]);
}
public static int[] calculate(int a, int b, int c) {
int sum = a + b + c; // 总和
int avg = sum / 3; // 平均数
// 两个结果都希望进行返回
// 需要一个数组,也就是一个塑料兜,数组可以保存多个结果
/*
int[] array = new int[2];
array[0] = sum; // 总和
array[1] = avg; // 平均数
*/
int[] array = { sum, avg };
System.out.println("calculate方法内部数组是:");
System.out.println(array); // 地址值
return array;
}
}
4.3 方法的参数类型区别 ★
代码分析
- 分析下列程序代码,计算输出结果。
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a); // 1
System.out.println(b); // 2
change(a, b);
System.out.println(a); // 1
System.out.println(b); // 2
}
public static void change(int a, int b) {
a = a + b;
b = b + a;
}
- 分析下列程序代码,计算输出结果。
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,3,5};
System.out.println(arr[0]); // 1
change(arr);
System.out.println(arr[0]); // 200
}
public static void change(int[] arr) {
arr[0] = 200;
}
总结: 方法的参数为基本类型时,传递的是数据值. 方法的参数为引用类型时,传递的是地址值.