Java 数组基础与常见操作

从数组定义和内存结构入手，整理遍历、查找、排序及二维数组等常见操作。

数组概述和定义格式说明

• 为什么要有数组(容器)

  • 为了存储同种数据类型的多个值

• 数组概念

  • 数组是存储同一种数据类型多个元素的集合。也可以看成是一个容器。
  • 数组既可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型。

• 数组定义格式
  数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];

数组的初始化动态初始化

• 什么是数组的初始化
  • 就是为数组开辟连续的内存空间，并为每个数组元素赋予值
• 如何对数组进行初始化
  • a:动态初始化 只指定长度，由系统给出初始化值
    • int[] arr = new int[5];
  • b:静态初始化 给出初始化值，由系统决定长度
• 动态初始化的格式：
  • 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
• 案例演示
  • 输出数组名称和数组元素
    (1) 整数类型:byte,short,int,long默认初始化值为0;
    浮点类型:float,double默认初始化值为0.0;
    布尔类型:boolean默认初始化值为false
    字符类型:char的默认初始化值为’\u0000’
    [I@19bb25a
    [代表数组
    I代表int类型
    @是固定的
    19bb25a代表是16进制的地址值

Java中的内存分配以及栈和堆的区别

• 栈(掌握)
  • 存储局部变量
  • 局部变量：定义在方法声明上和方法中的变量
• 堆(掌握)
  • 存储new出来的数组或对象
• 方法区
  • 面向对象部分讲解
• 本地方法区
  • 和系统相关
• 寄存器
  • 给CPU使用

数组的内存图解1一个数组

• 画图演示
  • 一个数组

数组的内存图解2二个数组

• 画图演示
  • 二个不同的数组

数组的内存图解3三个引用两个数组

• 画图演示
  • 三个引用，有两个数组的引用指向同一个地址

数组的初始化静态初始化及内存图

• 静态初始化的格式：
  • 格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,…};
  • 简化格式：
    • 数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,…};
      简写形式声明和赋值在同一行; 不允许动静结合;
• 案例演示
  • 对数组的解释
  • 输出数组名称和数组元素
• 画图演示
  • 一个数组

数组操作的两个常见小问题越界和空指针

• 案例演示
  • a:ArrayIndexOutOfBoundsException:数组索引越界异常
    • 原因：你访问了不存在的索引。
  • b:NullPointerException:空指针异常
    • 原因：数组已经不在指向堆内存了。而你还用数组名去访问元素。
    • int[] arr = {1,2,3};
    • arr = null;
    • System.out.println(arr[0]);

数组的操作1遍历

• 案例演示

  • 数组遍历：就是依次输出数组中的每一个元素。

  • 数组的属性:arr.length数组的长度

  • 数组的最大索引:arr.length - 1;

    public static void print(int[] arr) {
        for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }

数组的操作2获取最值

• 案例演示

  • 数组获取最值(获取数组中的最大值最小值)

    public static int getMax(int[] arr) {
        int max = arr[0];
        for (int i = 1;i < arr.length ;i++ ) {            //从数组的第二个元素开始遍历
            if (max < arr[i]) {                            //如果max记录的值小于的数组中的元素
                max = arr[i];                            //max记录住较大的
            }
        }
    
        return max;
    }

数组的操作3反转

• 案例演示

  • 数组元素反转(就是把元素对调)

    public static void reverseArray(int[] arr) {
        for (int i = 0;i < arr.length / 2 ; i++) {
            //arr[0]和arr[arr.length-1-0]交换
            //arr[1]和arr[arr.length-1-1]交换
            //arr[2]和arr[arr.lentth-1-2]
            //...
    
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[arr.length-1-i];
            arr[arr.length-1-i] = temp;
        }
    }

数组的操作4查表法

• 案例演示

  • 数组查表法(根据键盘录入索引,查找对应星期)

    public static char getWeek(int week) {
        char[] arr = {' ','一','二','三','四','五','六','日'};        //定义了一张星期表
        return arr[week];                                            //通过索引获取表中的元素
    }

数组的操作5基本查找

• 案例演示

  • 数组元素查找(查找指定元素第一次在数组中出现的索引)

    public static int getIndex(int[] arr,int value) {
        for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {                //数组的遍历
            if (arr[i] == value) {                            //如果数组中的元素与查找的元素匹配
                return i;
            }
        }
        return -1;
    } 

二维数组概述和格式1的讲解

• 二维数组概述

• 二维数组格式1

  * int[][] arr = new int[3][2]; 

• 二维数组格式1的解释

• 注意事项

  • a:以下格式也可以表示二维数组
    • 1:数据类型 数组名[][] = new 数据类型[m][n];
    • 2:数据类型[] 数组名[] = new 数据类型[m][n];
  • 注意下面定义的区别

  • int x;
    int y;
    int x,y;
    
    int[] x;
    int[] y[];
    
    int[] x,y[];    x是一维数组,y是二维数组
            
    -   案例演示
        -   定义二维数组，输出二维数组名称，一维数组名称，一个元素
    
    ## 二维数组格式1的内存图解
    
    -   画图演示
        -   画图讲解上面的二维数组名称，一维数组名称，一个元素的值的问题
    
    ## 二维数组格式2的讲解及其内存图解
    
    -   二维数组格式2
        
        ```java
        * int[][] arr = new int[3][]; 
    

• 二维数组格式2的解释

• 案例演示

  • 讲解格式，输出数据，并画内存图
  • 引用数据类型的初始化值为null

二维数组格式3的讲解及其内存图解

• 二维数组格式3

  * int[][] arr = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8,9}}; 

  • 每个大括号都代表一维数组

• 二维数组格式3的解释

• 案例演示

  • 讲解格式，输出数据，并画内存图

二维数组练习1遍历

• 案例演示

  • 需求：二维数组遍历

  • 外循环控制的是二维数组的长度，其实就是一维数组的个数。

  • 内循环控制的是一维数组的长度。

  • int[][] arr = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8,9}};
    
    for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {            //获取到每个二维数组中的一维数组
        for (int j = 0;j < arr[i].length ;j++ ) {    //获取每个一维数组中的元素
            System.out.print(arr[i][j] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
            
    
    ## 二维数组练习2求和
    
    -   案例演示
    -   ```java
        需求：公司年销售额求和
        某公司按照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
        
        int[][] arr = {{22,66,44},{77,33,88},{25,45,65},{11,66,99}};
        
        int sum = 0;                                    //定义变量,记录每次相加的结果
        for (int i = 0;i < arr.length ;i++ ) {            //获取每一个一维数组
            for (int j = 0;j < arr[i].length ;j++ ) {    //获取每一个一维数组中的元素
                sum = sum + arr[i][j];                    //累加
            }
        }
        
        System.out.println(sum);
    

思考题Java中的参数传递问题及图解

• 案例演示

• 看程序写结果，并画内存图解释
  public static void main(String[] args) {
      int a = 10;
      int b = 20;
      System.out.println("a:"+a+",b:"+b);
      change(a,b);
      System.out.println("a:"+a+",b:"+b);
  
      int[] arr = {1,2,3,4,5};
      change(arr);
      System.out.println(arr[1]);
  }
  
  public static void change(int a,int b) {
      System.out.println("a:"+a+",b:"+b);
      a = b;
      b = a + b;
      System.out.println("a:"+a+",b:"+b);
  }
  
  public static void change(int[] arr) {
      for(int x=0; x<arr.length; x++) {
          if(arr[x]%2==0) {
              arr[x]*=2;
          }
      }
  }

  基本数据类型的值传递，不改变原值，因为调用后会弹栈,局部变量随之消失
  数组数据类型的值传递,改变原值,即使方法被弹栈,但对内村数组对象还在,可以通过地址继续访问

小结

• 把今天的知识点总结一遍。