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6.1 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。

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。

6.2 数组的创建及初始化

6.2.1 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

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

6.2.2 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];//里面元素默认为0；

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
   语法格式： T [ ] 数组名称 = {data1, data2, data3, …, datan};

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：

• 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。
• 静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。
• 静态初始化可以简写，省去后面的new T[ ]。

// 注意：虽然省去了new T[], 但是编译器编译代码时还是会还原
int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double[] array2 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
String[] array3 = {"hell", "Java", "!!!"};

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};

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类类型，默认值为基类类型对应的默认值，比如：

如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null

        //默认是falseboolean[] array = new boolean[10];System.out.println(array[1]);//存储元素是String 引用类型，默认值为nullString[] array3 = new String[10];System.out.println("faa");

6.3 数组的使用

6.3.1 数组中元素的访问

** 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**

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4,5};System.out.println(array[0]);array[0] = 100;System.out.println(array[0]);// System.out.println(array[5]); // 越界System.out.println(array.length);//数组的长度System.out.println(array);int[] array2 = null;System.out.println(array2); // 局部变量使用的时候 一定要进行初始化}

注意：

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。

6.3.2 Java中JVM当中的内存划分

6.3.3 遍历数组

** “遍历” 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 访问是指对数组中的元素进行某种操作**

        int[] array = {1,2,3,4};for (int i = 0; i < array.length; i++) {System.out.print(array[i] + " ");}System.out.println();// for-each  如果只是用来遍历程序 如果需要下标 用for循环for (int x : array) {System.out.print(x + " ");}System.out.println();

for-each 是 for 循环的另外一种使用方式. 能够更方便的完成对数组的遍历. 可以避免循环条件和更新语句写错.

        //将数组转化为字符串输出String ret = Arrays.toString(array);System.out.println(ret);

6.4 数组是引用类型

6.4.1 初始JVM的内存分布

内存是一段连续的存储空间，主要用来存储程序运行时数据的。比如：

1. 程序运行时代码需要加载到内存
2. 程序运行产生的中间数据要存放在内存
3. 程序中的常量也要保存
4. 有些数据可能需要长时间存储，而有些数据当方法运行结束后就要被销毁
   蓝色区域==：由所有线程共享的数据区==
   粉色区域==：线程隔离的数据区==

• 程序计数器 (PC Register): 只是一个很小的空间, 保存下一条执行的指令的地址
• 虚拟机栈(JVM Stack): 与方法调用相关的一些信息，每个方法在执行时，都会先创建一个栈帧，栈帧中包含有：局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址以及其他的一些信息，保存的都是与方法执行时相关的一些信息。比如：局部变量。当方法运行结束后，栈帧就被销毁了，即栈帧中保存的数据也被销毁了。
• 本地方法栈(Native Method Stack): 本地方法栈与虚拟机栈的作用类似. 只不过保存的内容是Native方法的局部变量. 在有些版本的JVM 实现中(例如HotSpot), 本地方法栈和虚拟机栈是一起的
  堆(Heap): JVM所管理的最大内存区域. 使用** new 创建的对象都是在堆上保存** (例如前面的 new int[]{1, 2,3} )，堆是随着程序开始运行时而创建，随着程序的退出而销毁，堆中的数据只要还有在使用，就不会被销毁。
  方法区(Method Area): 用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据. 方法编译出的的字节码就是保存在这个区域。

6.4.2 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。

        int[] array = {1,2,3,4};//局部变量  引用变量int a = 10; //局部变量   基本类型的变量

6.4.3 引用变量

    public static void main(String[] args) {int[] array1 = new int[3];array1[0] = 10;array1[1] = 20;array1[2] = 30;int[] array2 = new int[]{1,2,3,4,5};array2[0] = 100;array2[1] = 200;array1 = array2;array1[2] = 300;array1[3] = 400;array1[4] = 500;}

6.4.4 认识null

null 在 Java 中表示 “空引用” , 也就是一个不指向对象的引用.

        int[] arr = null;//System.out.println(arr[0]);  //报错

null 的作用类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操作. 一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException.

注意：Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联.

6.5 作为函数的参数

6.5.1 参数传参基本数据类型

    public static void print(int[] array) {for (int i = 0; i < array.length; i++) {System.out.print(array[i] + " ");}}public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4};print(array);}

6.5.2 参数传数组类型（引用数据类型）

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4};func1(array);System.out.println(Arrays.toString(array));func2(array);System.out.println(Arrays.toString(array));}public static void func1(int[] array) {array = new int[]{11,22,33,44,55};}public static void func2(int[] array) {array[0] = 99;}

调用func1时：

调用func2：

注意：其实Java只有一种传参数的方法–就是传值

• 引用变量当中存的是“地址”
• 引用指向对象

6.6 作为函数的返回值

    public static void main(String[] args) {int[] ret = func5();System.out.println(Arrays.toString(ret));}public static int[] func5() {int[] array = {1,2,3,4};return array;}

6.7 数组练习

6.7.1 数组转字符串

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4};String ret = myToString(array);System.out.println(ret);}public static String myToString(int[] array) {if (array == null) {return null;}String ret = " ";System.out.print("[");for (int i = 0; i < array.length; i++) {ret += array[i];if (i != array.length - 1) {ret += ",";}}ret += "]";return ret;}

6.7.2 数组拷贝

使用copyOf（）

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4};//拷贝array数组  长度为array.lengthint[] copy = Arrays.copyOf(array,array.length);System.out.println(Arrays.toString(copy));}

** 数组扩容**

        //数组扩容int[] array = {1,2,3,4};array = Arrays.copyOf(array,array.length*2);// array  指向了 新的数组空间System.out.println(array);}

打印部分内容 Array.copyOfRange(原数组，from，to) [from,to)

    //打印部分内容public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4,5};int[] copy = Arrays.copyOfRange(array,1,3);  // [1,3)System.out.println(Arrays.toString(copy));}

** System.arraycopy()**

    public static void main(String[] args) {// 用 System.arraycopy()int[] array = {1,2,3,4,5};int[] dest = new int[array.length];System.arraycopy(array,0,dest,0,array.length);System.out.println(Arrays.toString(dest));}

** array.clone()**
也可以实现拷贝

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4,5};int[] copy = array.clone();System.out.println(Arrays.toString(copy));}

6.7.3 求数组中元素的平均值

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,4,5,6};System.out.println(avg(array));}public static double avg(int[] arr) {int sum = 0;for (int x:arr) {sum += x;}return (double)sum / (double)arr.length;}

6.8 查找数组中指定元素(顺序查找)

给定一个数组, 再给定一个元素, 找出该元素在数组中的位置.

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,3,44,5};System.out.println(find(array,2));}public static int find(int[] arr,int key) {for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (arr[i] == key) {return i;}}return -1;}

6.9 查找数组中指定元素(二分查找)

** 使用二分查找的前提是有序数组**
以升序数组为例, 二分查找的思路是先取中间位置的元素, 然后使用待查找元素与数组中间元素进行比较：
如果相等，即找到了返回该元素在数组中的下标
如果小于，以类似方式到数组左半侧查找
如果大于，以类似方式到数组右半侧查找

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,31,14,5};Arrays.sort(array);System.out.println(Arrays.toString(array));System.out.println(binarySearch(array,14));}public static int binarySearch(int[] array,int key) {int i = 0;int j = array.length - 1;while (i <= j) {int mid = (i+j) / 2;if (array[mid] < key) {i = mid + 1;} else if ( array[mid] == key) {return i;} else {j = mid - 1;}}return -1;}
//结果 为 3

可以看到, 针对一个长度为 10000 个元素的数组查找, 二分查找只需要循环 14 次就能完成查找. 随着数组元素个数越多, 二分的优势就越大.

6.10 数组排序之冒泡排序

算法思路：
1. 将数组中相邻元素从前往后依次进行比较，如果前一个元素比后一个元素大，则交换，一趟下来后最大元素就在数组的末尾
2. 依次从上上述过程，直到数组中所有的元素都排列好

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,12,31,4,5};bubbleSort(array);System.out.println(Arrays.toString(array));}public static void bubbleSort(int[] array) {//5个数据 比较4趟  i 代表的是趟数for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {boolean flag = false;for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {if (array[j] > array[j+1]) {int tmp = array[j];array[j] = array[j+1];array[j+1] = tmp;flag = true;}}if (flag == false) {return;  //说明已经有序了}}}

6.11 数组的逆序

    public static void main(String[] args) {int[] array = {1,2,31,14,5};reverse(array);System.out.println(Arrays.toString(array));}public static void reverse(int[] array) {int i =0;int j = array.length - 1;while (i < j) {int tmp;tmp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = tmp;i++;j--;}}

6.12 二维数组

定义和遍历

二维数组的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

    public static void main(String[] args) {int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6}};System.out.println(array.length); //行System.out.println(array[0].length); //列System.out.println(array[1].length);for (int i = 0; i < array.length; i++) {for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {System.out.print(array[i][j] + " ");}System.out.println();}System.out.println();//用for-each遍历二维数组for (int[] tmpArray : array) {for (int x : tmpArray) {System.out.print(x + " ");}System.out.println();}System.out.println();//打印二维数组String ret = Arrays.deepToString(array);System.out.println(ret);}

    public static void main(String[] args) {//java当中  二维数组 在定义的时候 可以省略掉列int[][] array = new int[2][];  //不规则数组//对 每一维数组 进行了初始化array[0] = new int[3];array[1] = new int[5];for (int i = 0; i < array.length; i++) {for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {System.out.print(array[i][j] + " ");}System.out.println();}}