Java：数组

文章目录

一、数组的介绍
二、数组的定义
- 2.1 静态初始化
- 2.2 动态初始化
三、常见操作
- 3.1 访问数据
- 3.2 修改数据
- 3.3 常见问题
四、数组内存图（难点）
- 4.1 前置知识
- 4.2 执行流程
五、结语

一、数组的介绍

Java中的数组是一种基本的数据结构，它能够存储固定数量的、相同类型的元素。数组中的每个元素都通过一个索引（或位置）来访问，索引通常是从0开始的整数

固定大小：一旦创建，数组的长度不可变。
连续内存分配：数组元素在内存中

二、数组的定义

Java中定义数组主要有以下两种方式

2.1 静态初始化

如果你已经知道数组中要存储哪些具体元素，可以使用静态初始化。这时不需要指定数组长度，它会根据初始化元素的数量自动决定。

这里有些同学可能碰到，[]中括号放在数组名后面，其实都是一样，我这边建议[]中括号放在数据类型

public class Main {public static void main(String[] args) {// 静态初始化: 简写格式（推荐）// 格式：数据类型[] 数组名 = {元素1，元素2，元素3，......}int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};// 静态初始化：完整格式// 格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1，元素2，元素3，......}int[] arr1 = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};// 这两句话的意思都是：创建一个 int类型的数组，数组中存放着1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9数据}
}

2.2 动态初始化

当你只知道数组的长度，但不确定具体元素值时，可以使用动态初始化。

public class Main {public static void main(String[] args) {/* 动态初始化：完整格式格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度]*/int[] arr = new int[10]; // 这句话的意思是：创建一个 int类型的数组，长度为10}
}

因为这种方式只指定数组的长度，元素会被赋予类型的默认值

整数类型：0
小数类型：0.0
字符类型：‘/u0000’ （空格）
布尔类型：false
引用类型：null (除了上面四类8种数据类型外，其他都是引用类型)

三、常见操作

数组元素需要通过索引访问

索引也叫下标
索引是从0开始的，逐渐加1，直到数组长度-1为止

3.1 访问数据

需求：定义一个数组，获取数组的第一个元素和最后一个元素

public class Main {public static void main(String[] args) {// 1、定义数组int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};// 2、访问第一个元素System.out.println(arr[0]); // 1// 3、访问最后一个元素System.out.println(arr[8]); // 9}
}

现在有一个问题，如果这个数组的长度你不知道，当然我们现在都知道访问第一个元素下标都是0，那最后一个元素因为你不知道数组长度所以你就不知道下标

public class Main {public static void main(String[] args) {// 1、定义int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};// 2、访问第一个元素System.out.println(arr[0]); // 1// 3、访问最后一个元素// 获取数组的长度：数组名.length// 解释：arr.length会获取到数组的长度，因为下标是从0开始的，所以要减1，// 如果不减1，意思是arr[9]，这就会造成数组中没有这个下标，你还要去访问，就会抛出索引越界异常System.out.println(arr[arr.length - 1]);; // 9}
}

3.2 修改数据

需求：定义一个数组，修改数组的第一个元素和最后一个元素，并打印出来

import java.util.Arrays;public class Main {public static void main(String[] args) {// 1、定义数组int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};// 2、修改第一个元素arr[0] = 11;// 3、修改最后一个元素arr[arr.length - 1] = 99;// 4、打印数组// 解释：Arrays是java提供的一个针对于数组的一个工具类，里面有很多方法// Arrays.toString(数组名)：这会把数组以字符串的方式打印出来System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [11, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 99]}
}

3.3 常见问题

数组索引越界异常：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
原因：当你访问的下标超出数组的长度时就会报出这个错误

public class Main {public static void main(String[] args) {// 1、定义数组int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};// 2、访问数组[9]的数据System.out.println(arr[9]);// Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 9 out of bounds for length 9//	at Main.main(Main.java:7)// 翻译：你有一个异常，类型是java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException，原因是索引9超出了数组的长度9// 在Main类中main方法第7行}
}

四、数组内存图（难点）

4.1 前置知识

我们要理解数组的内存图，要先搞明白Java内存分配中的堆、栈。

堆：存储的是对象或数组，在Java中通过new关键字创建的对象都存储在堆内存中；
栈：方法运行时使用的内存，比如程序的主入口main()方法运行时就会进入到方法栈中执行。

当你理解什么是堆、栈后，你还要理解什么是地址值。

public class Main {public static void main(String[] args) {// 1、定义数组int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};// 2、打印数组的地址值System.out.println(arr); // [I@4eec7777}
}

解释：1. [：是指这个对象是数组类型2. I：是指数组中存放的是整数类型，D是小数类型3. @：间隔符号，没什么特殊含义4. 4eec7777：是这个对象的地址值，就是在你要使用这个数组，你就要去堆中根据这个地址值去找到这个数组再操作实际，我们会把这一整个叫地址方便一些，你只要知道4eec7777才是真实的地址值就可以了

4.2 执行流程

public class Main {public static void main(String[] args) {// 1、定义数组 arrint[] arr = new int[2]; // [I@4eec7777}
}

首先，栈内存会去加载main()方法，此时会将 int[] arr = [I@4eec7777 放在栈内存中
因为根据new关键字的都会在堆内存中产生，堆内存会创建一个地址值为：[I@4eec7777 的int类型的数组，此时数组的数据都是默认值，长度是2
之后的每次的操作如果要操作数组的元素的话（比如：访问数据，修改数据），会去堆内存中根据数组的地址值查询数组，然后根据下标去操作数组，产生的结果，会返回到栈内存中。

场景：我要修改arr的值，arr2会改变吗，为什么

import java.util.Arrays;public class Main {public static void main(String[] args) {// 定义数组int[] arr = new int[2]; // [I@4eec7777int[] arr2 = arr; // [I@4eec7777// 修改数组的值arr[0] = 1;// 打印两个数组System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [1, 0]System.out.println(Arrays.toString(arr2));// [1, 0]}
}