JavaSE——数组详解

码农世界 2024-05-23 后端 65 次浏览 0个评论

1. 数组的概念

1.1 什么是数组

数组：可以看成是相同类型元素的一个集合。在内存中是一段连续的空间。比如：

在 java 中，包含 8 个整形类型元素的数组就如同上图，从上图中可以看到： 1. 数组中存放的元素其类型相同 2. 数组的空间是连在一起的 3. 每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标。

1.2 数组的创建及初始化

1.2.1 数组的创建

T[] 数组名 = new T[N];

T ：表示数组中存放元素的类型 T[] ：表示数组的类型 N ：表示数组的长度代码示例：

int[] array1 = new int[10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
double[] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组
String[] array3 = new double[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组

1.2.2 数组的初始化

数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。 1. 动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

int[] array = new int[10];

2. 静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定

 T[ ] 数组名称 = {data1, data2, data3, ..., datan};

代码示例：

int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
String[] array3 = new String[]{"hell", "Java", "!!!"};

注意事项： 1. 静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据{ }中元素个数来确定数组的长度。 2. 静态初始化时, {}中数据类型必须与[]中数据类型一致。 3. 静态初始化可以简写，省去后面的new T[]。 4. 数组也可以按照如下C语言个数创建，不推荐

/*
该种定义方式不太友好，容易造成数组的类型就是int的误解
[]如果在类型之后，就表示数组类型，因此int[]结合在一块写意思更清晰
*/
int arr[] = {1, 2, 3};

5. 静态和动态初始化也可以分为两步，但是省略格式不可以。

int[] array1;
array1 = new int[10];
int[] array2;
array2 = new int[]{10, 20, 30};
// 注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败
// int[] array3;
// array3 = {1, 2, 3};

6. 如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值

如果数组中存储元素类型为基本类型，默认值为基本类型对应的默认值，比如：
类型默认值
byte 0
short 0
int 0
long 0
float 0.0f
double 0.0
char /u0000
boolean false
- 如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null
  1.3 数组的使用
  
  1.3.1 数组中的元素访问
  
  数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从0开始的，依次递增，该编号称为数组的下标，数组可以通过下标访问其任意位置的元素。
  
  代码如下：
```
public static void main(String[] args) {
        int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
        System.out.print(array[0] + " ");
        System.out.print(array[1] + " ");
        System.out.print(array[2] + " ");
        System.out.print(array[3] + " ");
        System.out.print(array[4] + " ");
    }
```
  运行结果如下：
  
  注意事项： 1. 数组是一段连续的内存空间，因此支持随机访问，即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素 2. 下标从0开始，介于[0, N）之间不包含N，N为元素个数，不能越界，否则会报出下标越界异常。
  1.3.2 遍历数组
  
  1. 非循环遍历
```
public static void main(String[] args) {
        int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
        System.out.print(array[0] + " ");
        System.out.print(array[1] + " ");
        System.out.print(array[2] + " ");
        System.out.print(array[3] + " ");
        System.out.print(array[4] + " ");
    }
```
  运行结果如下：
  
  2. 循环遍历
  - 使用for循环遍历
```
public static void main(String[] args) {
    int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
    for(int i = 0; i < array.length; i++){
        System.out.print(array[i] + " ");
    }
}
```
    运行结果如下：
    - 使用for-each遍历
```
public static void main(String[] args) {
    int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
    for(int x : array){
        System.out.print(x + " ");
    }
}
```
      运行结果如下：
      
      注意：在数组中可以通过数组对象.length 来获取数组的长度
      
      1.4 数组是引用类型
      
      1.4.1 基本类型变量与引用类型变量的区别
      基本数据类型创建的变量，称为基本变量，该变量空间中直接存放的是其所对应的值；而引用数据类型创建的变量，一般称为对象的引用，其空间中存储的是对象所在空间的地址。
```
public static void func() {
int a = 10;
int b = 20;
int[] arr = new int[]{1,2,3};
}
```
      在上述代码中， a 、 b 、 arr ，都是函数内部的变量，因此其空间都在 main 方法对应的栈帧中分配。 a 、 b 是内置类型的变量，因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值。 array 是数组类型的引用变量，其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。从上图可以看到，引用变量并不直接存储对象本身，可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始地址。通过该地址，引用变量便可以去操作对象。有点类似 C 语言中的指针，但是 Java 中引用要比指针的操作更简单。
      2. 数组的应用场景
      
      2.1 保存数据
```
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1, 2, 3};
for(int i = 0; i < array.length; ++i){
System.out.print(array[i] + " ");
}
}
```
      运行结果如下;
      
      2.2 变量的值交换
```
public static void main(String[] args) {
    int[] array = {1, 2, 3};
    swap(array,0,1);
    for(int i = 0; i < array.length; ++i){
        System.out.print(array[i] + " ");
    }
}
public static void swap(int[] array,int i,int j){
    int tmp = array[i];
    array[i] = array[j];
    array[j] = tmp;
}
```
      运行结果如下：
      
      因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的。总结 : 所谓的 " 引用 " 本质上只是存了一个地址 . Java 将数组设定成引用类型 , 这样的话后续进行数组参数传参, 其实只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝 ( 数组可能比较长，那么拷贝开销就会很大).
      2.3 作为函数的返回值
      比如：获取斐波那契数列的前 N 项
```
public static int[] fib(int n){
        if(n <= 0){
            return null;
        }
        int[] array = new int[n];
        array[0] = array[1] = 1;
        for(int i = 2; i < n; ++i){
            array[i] = array[i-1] + array[i-2];
        }
        return array;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = fib(10);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.print(array[i] + " ");
        }
    }
```
      运行结果如下：
      
      3. 二维数组
      二维数组本质上也就是一维数组 , 只不过每个元素又是一个一维数组
      3.1 基本语法形式
```
数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] { 初始化数据
```
      3.2 代码示例
```
public static void main(String[] args) {
    int[][] arr = {
            {1, 2, 3, 4},
            {5, 6, 7, 8},
            {9, 10, 11, 12}
    };
    for (int row = 0; row < arr.length; row++) {
        for (int col = 0; col < arr[row].length; col++) {
            System.out.printf("%d\t", arr[row][col]);
        }
        System.out.println("");
    }
}
```
      运行结果如下：
      
      本文是作者学习后的总结，如果有什么不恰当的地方，欢迎大佬指正！！！