day05_数组

数组介绍

数组就是存储数据长度固定的容器，存储多个数据的数据类型要一致。

数组的定义格式

格式一：数据类型[ ] 数组名

int[] arr;  

格式二： 数据类型 数组名[ ]

int arr[];

代码示例

public class Demo {
    /*
        数组的定义格式:

            1: 数据类型[] 数组名;
            2: 数据类型 数组名[];
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 定义了一个char类型的数组, 数组名叫cArr
        char[] cArr;
        /*
        System.out.println(cArr);
        这里虽然是定义了一个数组, 但也仅仅只是一个数组类型的[变量], 
        变量没有进行初始化, 就直接使用了, 这就是错误原因.
        */

    }
}

数组的动态初始化

数组动态初始化就是只给定数组的长度，由系统给出默认初始化值

• 动态初始化格式：数据类型[ ] 数组名 = new 数据类型[数组长度];

代码示例

/*
    数组的动态初始化:
                    在初始化的时候, 需要手动指定数组的长度, 系统会为数组容器分配初始值.
    动态初始化格式:
                    数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
    注意:
                    打印数组变量的时候, 会打印出数组的内存地址
    [I@10f87f48 :

                    @ : 分隔符
                    [ : 当前的空间是一个数组类型
                    I : 当前数组容器中所存储的数据类型
                    10f87f48 : 十六进制内存地址
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
        // 通过new关键字创建了一个int类型的数组容器, 该容器可以存储5个int类型的整数, 该容器被arr数组变量所记录
        int[] arr = new int[5];
        System.out.println(arr);       // [I@10f87f48
        byte[] bArr = new byte[3];
        System.out.println(bArr);        // [B@b4c966a

    }
}

数组元素访问

index：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。访问数组元素格式：数组名[索引]

代码示例

public class Demo {
    /*
        数组动态初始化:
                初始化的时候, 手动指定数组长度, 系统会为数组容器分配初始值.

        数组的元素访问格式:
                数组名[索引]
                索引: 数组中数据的编号方式, 编号从0开始
                作用: 访问数组容器中的空间位置

        注意:   数组在创建完毕后, 即使没有赋值, 也可以取出, 但取出的元素都是默认初始化值.
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];         // 0 1 2
        System.out.println(arr);        // 数组的内存地址  [I@10f87f48

        // 数组名[索引]  访问数组容器中的空间位置，系统自动分配的默认初始化值
        System.out.println(arr[0]);     // 0  
        System.out.println(arr[1]);     // 0
        System.out.println(arr[2]);     // 0

        System.out.println("--------------");

        // 数组名[索引]
        arr[0] = 11;
        arr[1] = 22;
        arr[2] = 33;

        System.out.println(arr[0]); //11
        System.out.println(arr[1]); //22
        System.out.println(arr[2]); //33
    }
}

数组的静态初始化

在创建数组时，直接将元素确定就是静态初始化

静态初始化格式

示例代码

public class Demo {
    /*
        数组静态初始化 : 初始化时指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度

        完整格式:
                    数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
        简化格式:
                    数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
        int[] arr = new int[]{11,22,33};
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);

        // 数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
        int[] arr2 = {44,55,66};
        System.out.println(arr2);
        System.out.println(arr2[0]);
        System.out.println(arr2[1]);
        System.out.println(arr2[2]);

    }
}

数组内存分配

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中的内存分配

一个数组内存图

两个数组内存

多个数组指向相同内存图

数组操作之索引越界异常

查看下面代码

public class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];
        System.out.println(arr[3]);
    }
}

数组长度为3，索引范围是0~2，但是我们却访问了一个3的索引。程序运行后，将会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。解决方案：将错误的索引修改为正确的索引范围即可！

数组操作之空指针异常

查看下面代码

public class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];

        //把null赋值给数组
        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。在开发中，空指针异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。解决方案：给数组一个真正的堆内存空间引用即可！

数组常见操作

数组遍历：就是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。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};
        //数组的索引是 0 到 lenght-1 ，可以作为循环的条件出现。
        //使用通用的遍历格式
        for (int x = 0; x < arr.length; x++) {
            System.out.println(arr[x]);
        }
    }
}

数组获取最大值

import java.util.Scanner;

public class Test2Array {
    /*
        需求: 从数组中查找最大值

                int[] arr = {12,45,98,73,60};

        实现步骤:
                1. 假设数组中的第一个元素为最大值
                2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较
                3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值
                4. 循环结束后, 打印最大值.
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {12,45,98,73,60};
        // 1. 假设数组中的第一个元素为最大值
        int max = arr[0];
        // 2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较
        for(int i = 1; i < arr.length; i++){
            // 3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值
            if(arr[i] > max){
                max = arr[i];
            }
        }
        //  4. 循环结束后, 打印最大值.
        System.out.println("max:" + max);
    }
}

数组元素求和

import java.util.Scanner;

public class Test3Array {
    /*
        需求：键盘录入5个整数，存储到数组中，并对数组求和

        思路：
            1.创建键盘录入对象，准备键盘录入
            2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果
            3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值
            4.将键盘录入的数值存储到数组中
            5.遍历数组，取出每一个元素，并求和
            6.输出总和
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建键盘录入对象，准备键盘录入
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // 2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果
        int sum = 0;
        // 3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值
        int[] arr = new int[5];
        // 4.将键盘录入的数值存储到数组中
        for(int i = 0; i < arr.length; i++){
            System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个整数:");
            //arr[i] = 10;
            arr[i] = sc.nextInt();
        }

        // 5.遍历数组，取出每一个元素，并求和
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            sum += arr[i];
        }

        // 6.输出总和
        System.out.println("sum:" + sum);

    }
}

数组基本查找

import java.util.Scanner;

public class Test4Array {
    /*
        需求：
            已知一个数组 arr = {19, 28, 37, 46, 50}; 键盘录入一个数据，查找该数据在数组中的索引，并在控
            制台输出找到的索引值。

       思路：
            1.定义一个数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
            2.键盘录入要查找的数据，用一个变量接收
            3.定义一个索引变量，初始值为-1
            4.遍历数组，获取到数组中的每一个元素
            5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较，如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
            6.输出索引变量
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 1.定义一个数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
        int[] arr = {19, 28, 37, 46, 50};
        // 2.键盘录入要查找的数据，用一个变量接收
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入您要查找的元素:");
        int num = sc.nextInt();
        // 3.定义一个索引变量，初始值为-1
        // 假设要查找的数据, 在数组中就是不存在的
        int index = -1;
        // 4.遍历数组，获取到数组中的每一个元素
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            // 5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较，如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
            if(num == arr[i]){
                // 如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
                index = i;
                break;
            }
        }
        //  6.输出索引变量
        System.out.println(index);
    }
}

综合练习

import java.util.Scanner;

public class Test5Array {
    /*
        需求：在编程竞赛中，有6个评委为参赛的选手打分，分数为0-100的整数分。
                选手的最后得分为：去掉一个最高分和一个最低分后 的4个评委平均值 (不考虑小数部分)。

        思路：
            1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6
            2.键盘录入评委分数
            3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环
            4.求出数组最大值
            5.求出数组最小值
            6.求出数组总和
            7.按照计算规则进行计算得到平均分
            8.输出平均分

     */
    public static void main(String[] args) {
        // 1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6
        int[] arr = new int[6];
        // 2.键盘录入评委分数
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //  3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个评委的打分:");
            int score = sc.nextInt();
            if(score >= 0 && score <= 100){
                // 合法的分值
                arr[i] = score;
            }else{
                // 非法的分值
                System.out.println("您的打分输入有误, 请检查是否是0-100之间的");
                i--;
            }
        }

        // 4.求出数组最大值
        int max = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if(max < arr[i]){
                max = arr[i];
            }
        }

        // 5.求出数组最小值
        int min = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if(min > arr[i]){
                min = arr[i];
            }
        }

        // 6.求出数组总和
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            sum += arr[i];
        }

        // 7.按照计算规则进行计算得到平均分
        int avg = (sum - max - min ) / 4;

        // 8.输出平均分
        System.out.println(avg);
    }
}

二维数组

二维数组也是一种容器，不同于一维数组，该容器存储的都是一维数组容器

二维数组动态初始化

动态初始化格式：数据类型[ ][ ] 变量名 = new 数据类型[m][n];

示例

public class Demo {
    /*
        动态初始化格式：

            数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
            m表示这个二维数组，可以存放多少个一维数组
            n表示每一个一维数组，可以存放多少个元素
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
        int[][] arr = new int[3][3];
        /*
            [[I@10f87f48

            @ : 分隔符
            10f87f48 : 十六进制内存地址
            I : 数组中存储的数据类型
            [[ : 几个中括号就代表的是几维数组
         */
        System.out.println(arr);

        /*
            二维数组存储一维数组的时候, 存储的是一维数组的内存地址
         */
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);

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

        // 向二维数组中存储元素
        arr[0][0] = 11;
        arr[0][1] = 22;
        arr[0][2] = 33;

        arr[1][0] = 11;
        arr[1][1] = 22;
        arr[1][2] = 33;

        arr[2][0] = 11;
        arr[2][1] = 22;
        arr[2][2] = 33;

        // 从二维数组中取出元素并打印
        System.out.println(arr[0][0]);
        System.out.println(arr[0][1]);
        System.out.println(arr[0][2]);
        System.out.println(arr[1][0]);
        System.out.println(arr[1][1]);
        System.out.println(arr[1][2]);
        System.out.println(arr[2][0]);
        System.out.println(arr[2][1]);
        System.out.println(arr[2][2]);
    }
}

二维数组中存储的是一维数组,可以存入 提前创建好的一维数组

public class Demo {
    /*
        问题: 二维数组中存储的是一维数组, 那能不能存入 [提前创建好的一维数组] 呢 ?
        答 : 可以的
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {11, 22, 33};
        int[] arr2 = {44, 55, 66};
        int[] arr3 = {77, 88, 99, 100};

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

        arr[2][3] = 100;

        arr[0] = arr1;
        arr[1] = arr2;
        arr[2] = arr3;

        System.out.println(arr[1][2]);
        System.out.println(arr[2][3]);
    }
}

二维数组静态初始化

• 完整格式 : 数据类型 变量名 = new 数据类型{ {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...}
• 简化格式 : 数据类型 变量名 = { {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...};

示例代码

public class Demo {
    /*
        完整格式：数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{ {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...};

        简化格式: 数据类型[][] 变量名 = { {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...};
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {11,22,33};
        int[] arr2 = {44,55,66};

        int[][] arr = {{11,22,33}, {44,55,66}};
        System.out.println(arr[0][2]);

        int[][] array = {arr1,arr2};
        System.out.println(array[0][2]);
    }
}

二维数组遍历

public class Demo {
    /*
        需求:

            已知一个二维数组 arr = {{11, 22, 33}, {33, 44, 55}};
            遍历该数组，取出所有元素并打印

        步骤:
            1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组
            2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = {{11, 22, 33}, {33, 44, 55}};

        // 1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            //System.out.println(arr[i]);
            // 2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素
            //int[] temp = arr[i];
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                System.out.println(arr[i][j]);
            }
        }
    }
}

二维数组求和

public class Demo {
    /*
       需求:
           某公司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

       步骤:
           1. 定义求和变量，准备记录最终累加结果
           2. 使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
           3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
           4. 输出最终结果
    */
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 定义求和变量，准备记录最终累加结果
        int sum = 0;
        // 2. 使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
        int[][] arr = {{22, 66, 44}, {77, 33, 88}, {25, 45, 65}, {11, 66, 99}};
        // 3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                sum += arr[i][j];
            }
        }
        // 4. 输出最终结果
        System.out.println(sum);
    }
}