目录
一、数组的基本概念
1.1 为什么要使用数组
1.2 什么是数组
1.3 数组的创建及初始化
1.4 数组的使用
二、数组是引用类型
2.1初始JVM的内存分布
2.2 基本类型变量和引用类型变量
2.3引用变量
2.4 null
三、数组的应用场景
3.1保存数据
3.2作为函数的参数
3.3 作为函数返回值
四、数组练习
4.1 数组转字符串
4.2 数组拷贝
4.3 求数组中元素的平均值
4.4 查找数组中指定元素(顺序查找)
4.5查找数组中指定元素(二分查找)
4.7数组逆序
4.8数组的其他相关函数
五、二维数组
5.1二维数组的定义及初始化
5.2 二维数组的遍历
一、数组的基本概念
1.1 为什么要使用数组
假设现在要存5个学生的javaSE考试成绩,并对其进行输出,则可有
public static void main(String[] args){
int score1 = 70;
int score2 = 80;
int score3 = 85;
int score4 = 60;
int score5 = 90;
System.out.println(score1);
System.out.println(score2);
System.out.println(score3);
System.out.println(score4);
System.out.println(score5);
}
数据是同种类型,如果要存入多个数据,上述方法就非常麻烦,可以用一种更简单的方法来存储数据,那就是数组。
1.2 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。
注意:数组中存放的元素其类型相同,数组的空间是连在一起的每个空间有自己的编号,起始位置编号即数组的下标为0。
1.3 数组的创建及初始化
1.数组的创建
T[] 数组名 = new T[N];
T:数组中存放元素的类型,T[]:数组的类型,N:数组的长度。
int[] array1 = new int[10];
double[] array2 = new double[5];
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。
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];
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。
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};
注意:静态初始化虽然没有指定数组的长度,但编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度,静态初始化可以简写,省去后面的new T[]。
int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double[] array2 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
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};
// 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,如果数组中存储元素类型为引用类型,默认值为null。
类型 | 默认值 |
byte | 0 |
short | 0 |
int | 0 |
long | 0 |
float | 0.0f |
double | 0.0 |
char | /u0000 |
boolean | false |
1.4 数组的使用
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。
例如
int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);
System.out.println(array[4]);// 也可以通过[]对数组中的元素进行修改
array[0] = 100;
System.out.println(array[0]);
注意:数组支持随机访问,即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素,下标从0开始,介于[0, N)之间不包含N,N为元素个数。
遍历数组:将数组中的所有元素都访问一遍。
int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < 5; i++){
System.out.println(array[i]);
也可以使用 for-each 遍历数组。
int[] array = {1, 2, 3};
for (int x : array) {
System.out.println(x);
}
在数组中可以通过 数组对象.length 来获取数组的长度。
int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < array.length; i++){
System.out.println(array[i]);}
二、数组是引用类型
2.1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的数据,例如:程序运行时代码需要加载到内存;程序运行产生的中间数据要存放在内存;程序中的常量也要保存;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。如果对内存中存储的数据不加区分的随意存储,那对内存管理起来将会非常麻烦,故JVM也对所使用的内存按功能不同进行划分。
方法区和堆是由所有线程共享的数据区,而虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器是线程隔离的数据区。
程序计数器 : 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: 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。
本地方法栈: 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: 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: 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。
2.2 基本类型变量和引用类型变量
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};
}
a、b、arr,都是函数内部的变量,故其空间都在main方法对应的栈帧中分配,a、b是内置类型的变量,故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,其内部保存的内容是数组在堆空间中的首地址。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。
2.3引用变量
public static void func() {
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;
array2[4] = 500;
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
System.out.println(array2[i]);
}
}
2.4 null
null 在 Java 中表示 "空引用" , 也就是一个不指向对象的引用。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。
int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);
三、数组的应用场景
3.1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.println(array[i] + " ");
}
}
3.2作为函数的参数
1.参数传基本数据类型
public static void main(String[] args) {
int num = 0;
func(num);
System.out.println("num = " + num);
}
public static void func(int x) {
x = 10;
System.out.println("x = " + x);}
2.参数传数组类型(引用数据类型)
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
func(arr);
System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
}
public static void func(int[] a) {
a[0] = 10;
System.out.println("a[0] = " + a[0]);}
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。
3.3 作为函数返回值
示例 求斐波那契数列前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.println(array[i]);
}
}
四、数组练习
4.1 数组转字符串
示例
import java.util.Arrays
int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
String newArr = Arrays.toString(arr);
System.out.println(newArr);
Java 中提供了 java.util.Arrays 包, 其中包含了一些操作数组的常用方法。
4.2 数组拷贝
import java.util.Arrays
public static void func() { int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; int[] newArr = arr;//引用同一数组 newArr[0] = 10; System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(arr)); System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));}
public static void main(String[] args) { func(); }
arr[0] = 1; newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);+//拷贝 System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
arr[0] = 10; System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr)); System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));
int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4); System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2));
int[] copy = new int[arr.length]; //拷贝函数(原数组,目标数组,目标位置,长度) System.arraycopy(arr,0,copy,0,arr.length); System.out.println(Arrays.toString(copy));
4.3 求数组中元素的平均值
给定一个整型数组, 求平均值。
示例
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
System.out.println(avg(arr));
}
public static double avg(int[] arr) {
int sum = 0;
for (int x : arr) {
sum += x;
}return (double)sum / (double)arr.length;
}
4.4 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。
示例
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3,10,5,6};
System.out.println(find(arr, 10));
}
public static int find(int[] arr, int data) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] == data) {
return i;
}
}return -1;
}
4.5查找数组中指定元素(二分查找)
针对有序数组, 可以使用更高效的二分查找,有序数组指元素依次增大或依次减小的数组。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。
示例
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
System.out.println(binarySearch(arr, 6));
}
public static int binarySearch(int[] arr, int toFind) {
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
while (left <= right) {int mid = (left + right) / 2;
if (toFind < arr[mid]) {
// 去左侧区间找
right = mid - 1;
} else if (toFind > arr[mid]) {
// 去右侧区间找
left = mid + 1;
} else {
// 相等, 说明找到了
return mid;
}
} // 循环结束, 说明没找到
return -1;}
4.6数组排序(冒泡排序)
给定一个数组, 让数组升序 (降序) 排序,分析:假设升序,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,依次从上上述过程,直到数组中所有的元素都排列好
示例
import java.util.Arrays; public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 5, 2, 7}; bubbleSort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); }public static void bubbleSort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
for (int j = 1; j < arr.length-i; j++) {
if (arr[j-1] > arr[j]) {
int tmp = arr[j - 1];
arr[j - 1] = arr[j];
arr[j] = tmp;
}
}
}
}
冒泡排序性能较低. Java 中内置了更高效的排序算法
import java.util.Arrays;
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {9, 5, 2, 7};
Arrays.sort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
4.7数组逆序
给定一个数组, 将里面的元素逆序排列,分析:设定两个下标, 分别指向第一个元素和最后一个元素. 交换两个位置的元素,然后让前一个下标自增, 后一个下标自减, 循环继续即可。
示例
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3, 4};
reverse(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void reverse(int[] arr) {
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
while (left < right) {
int tmp = arr[left];
arr[left] = arr[right];
arr[right] = tmp;
left++;right--;
}}
4.8数组的其他相关函数
//比较、填充函数equals、fill
import java.util.Arrays;
public static void main(String[] args) { int[] array1 = {2,4,6,3}; int[] array2 = {2,4,6,3,10}; //比较函数equals,结果为true或false System.out.println(Arrays.equals(array1, array2)); int[] array = new int[10]; //填充函数fill(数组地址,起始位置,终止位置(左闭右开),值) Arrays.fill(array,0,3,9);//[0,3) //转换为字符串 System.out.println(Arrays.toString(array)); }
五、二维数组
5.1二维数组的定义及初始化
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。
基本语法:
数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] { 初始化数据 };
import java.util.Arrays; public static void main11(String[] args) { int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6}}; int[][] array2 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}}; int[][] array3 = new int[2][3]; //行 不能省略 报错 //int[][] array4 = new int[][3]; //不规则二维数组 int[][] array5 = new int[2][]; System.out.println(Arrays.toString(array)); System.out.println(Arrays.toString(array2)); System.out.println(Arrays.toString(array3)); }
array,array2,array3存放相应数组的地址。
5.2 二维数组的遍历
for循环遍历二维数组
import java.util.Arrays; public static void main(String[] args) { int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6}}; System.out.println(array[0][1]); for (int i = 0; i < 2; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { System.out.print(array[i][j] +" "); } System.out.println(); } }
foreach遍历二维数组
import java.util.Arrays; public static void main13(String[] args) { int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6}}; System.out.println(array.length); System.out.println(array[0].length); 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("===="); //深度(全部)转化为字符串 System.out.println(Arrays.deepToString(array)); System.out.println("===="); //foreach循环 for(int[] tmp : array) { for(int x : tmp) { System.out.print(x+" "); } System.out.println(); } }
不规则二维数组的初始化和遍历文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-614633.html
import java.util.Arrays; public static void main(String[] args) { int[][] array = new int[2][]; array[0] = new int[]{1,2}; array[1] = new int[]{1,2,3}; 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(); } }
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-614633.html
到了这里,关于Java-数组的定义和使用的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!