Java数组解析（详解）
数组
- 前言
- 一、数组的概述
- 1.数组的理解
- 2.数组相关的概念
- 3.数组的特点
- 4. 数组的分类
- 二、一维数组的使用
- 1. 声明和初始化
- 2. 数组元素的引用
- 3. 如何获取数组的长度
- 4.如何遍历数组
- 5.数组元素的默认初始化值
- 6.数组的内存解析
- 三、二维数组的使用
- 1. 声明和初始化
- 2. 数组元素的引用
- 3.如何获取数组的长度
- 4.如何遍历数组
- 5.数组元素的默认初始化值
- 6.数组的内存解析
- 四、Arrays工具类的使用
- 五、数组使用中的常见异常
前言
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一、数组的概述
1.数组的理解
数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
2.数组相关的概念
● 数组名
● 元素
● 角标、下标、索引
● 数组的长度：元素的个数
3.数组的特点
⭕ 数组是有序排列的。
⭕ 数组本身是引用数据类型，而数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和引用数据类型。
⭕ 创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间，而数组名中引用的是这块连续空间的首地址。
⭕ 数组的长度一旦确定，就不能修改。
⭕ Java语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的数)。
例如：int a[5]; //非法
4. 数组的分类
（1）按照维度：一维数组、二维数组、三维数组、…
（2）按照元素的数据类型分：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组(即对象数组)
二、一维数组的使用
1. 声明和初始化
格式：
type var[];或type[] var；
例如：int a[];int[] a1;double b[];String[] c; //引用类型变量数组
⭕ 初始化
（1）静态初始化（指定内容）：在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。
//例1：
int arr[] = new int[]{ 3, 9, 8};或 int[] arr = {3,9,8};
//例2：
String names[] = {“李四光”,“茅以升”,“华罗庚” }
（2）动态初始化（指定长度）：数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行。
//例1：
int[] arr = new int[3];
arr[0] = 3;
arr[1] = 9;
arr[2] = 8;
//例2：
String names[];
names = new String[3];
names[0] = “钱学森”;
names[1] = “邓稼先”;
names[2] = “袁隆平”;
代码演示：
//变量的声明和初始化int num;//声明num = 10;//初始化int id = 1001;//声明 + 初始化//一维数组的声明和初始化int[] ids;//声明//1.1 静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};//1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行String[] names = new String[5];//错误的写法：
// int[] arr1 = new int[];
// int[5] arr2 = new int[5];
// int[] arr3 = new int[3]{1,2, 3};//也是正确的写法：int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断//总结：数组一旦初始化完成，其长度就确定了。
2. 数组元素的引用
⭕ 定义并用运算符new为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素。
⭕ 数组元素的引用方式：数组名 [ 数组元素下标 ]
● 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
● 数组元素下标从0开始；长度为n的数组合法下标取值范围（整数）: [ 0, n-1 ]。
如int a[] = new int[3];可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]。
⭕ 每个数组都有一个属性
length指明它的长度，例如：a.length指明数组a的长度(元素个数) ，且数组一旦初始化，其长度是不可变的。
代码演示：
//调用数组的指定位置的元素:通过角标的方式调用。//数组的角标（或索引）从0开始的，到数组的长度-1结束。String[] names = new String[5];names[0] = "王铭";names[1] = "王赫";names[2] = "张学良";names[3] = "孙居龙";names[4] = "王宏志";//charAt(0)names[5] = "周扬"; //错误的
3. 如何获取数组的长度
//属性:lengthString[] names = new String[5];System.out.println(names.length);//5
4.如何遍历数组
String[] names = new String[5];
⭕ 方式一（不采取）：
System.out.println(names[0]);
System.out.println(names[1]);
System.out.println(names[2]);
System.out.println(names[3]);
System.out.println(names[4]);
⭕ 方式二（推荐）：
for(int i = 0;i < names.length;i++){System.out.println(names[i]);
}
5.数组元素的默认初始化值
⭕ 数组是引用类型，它的元素相当于类的成员变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。例如：
public class Test {public static void main(String argv[]){int a[]= new int[5];System.out.println(a[3]); //a[3]的默认值为0 }
}
⭕ 对于基本数据类型而言，默认初始化值各有不同；对于引用数据类型而言，默认初始化值为null（注意与0不同）。
| 数组元素类型 | 元素默认初始值 |
|---|---|
| byte | 0 |
| short | 0 |
| int | 0 |
| long | 0L |
| float | 0.0F |
| double | 0.0 |
| char | 0 或写为:’\u0000’(表现为空) |
| boolean | false |
| 引用类型 | null |
(1) 数组元素是整型：0
int[] arr = new int[4];for(int i = 0;i < arr.length;i++){System.out.print(arr[i]+"/t");}//output：0 0 0 0short[] arr1 = new short[4];for(int i = 0;i < arr1.length;i++){System.out.println(arr1[i]+"\t");}//output：0 0 0 0
(2) 数组元素是浮点型：0.0
float[] arr2 = new float[5];for(int i = 0;i < arr2.length;i++){System.out.println(arr2[i]+"\t");}//out:0.0 0.0 0.0 0.0
(3) 数组元素是char型：0或’\u0000’，而非’0’
char[] arr3 = new char[4];for(int i = 0;i < arr3.length;i++){System.out.println("----" + arr3[i] + "****");}if(arr3[0] == 0){System.out.println("你好！");}/*output:---- ****---- ****---- ****---- ****你好!*/
(4) 数组元素是boolean型：false
boolean[] arr4 = new boolean[5];System.out.println(arr4[0]);//output:false
(5) 数组元素是引用数据类型：null
String[] arr5 = new String[5];System.out.println(arr5[0]);if(arr5[0] == null){System.out.println("北京天气不错！");}/*output:null北京天气不错！*/
6.数组的内存解析
创建基本数据类型数组 (1)
● Java中使用关键字new来创 建数组
● 如下是创建基本数据类型元素的一维数组
public class Test{public static void main(String args[]){int[] s;s = new int[10];for ( int i=0; i<10; i++ ) {s[i] =2*i+1;System.out.println(s[i]);} }
}
int[] s;所处的内存状态：
创建基本数据类型数组 (2)
public class Test{public static void main(String args[]){int[] s;s = new int[10];
//int[] s=new int[10];
//基本数据类型数组在显式赋值之前，
//Java会自动给他们赋默认值。for ( int i=0; i<10; i++ ) {s[i] =2*i+1;System.out.println(s[i]);} }
}
s = new int[10];所处的内存状态：
创建基本数据类型数组 (3)
public class Test{public static void main(String args[]){int[] s;s = new int[10];for ( int i=0; i<10; i++ ) {s[i] =2*i+1;System.out.println(s[i]);} }
}
s[i] =2*i+1;所处的内存状态：
内存解析：
三、二维数组的使用
对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组array1又作为另一个一维数组array2的元素而存在。从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组。
1. 声明和初始化
⭕ 初始化
● 静态初始化（指定内容）
格式1：
int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};
解析：
- 定义一个名称为arr的二维数组，二维数组中有三个一维数组。
- 每一个一维数组中具体元素也都已初始化 。
- 第一个一维数组
arr[0] = {3,8,2};- 第二个一维数组
arr[1] = {2,7};- 第三个一维数组
arr[2] = {9,0,1,6};- 第三个一维数组的长度表示方式：
arr[2].length;- 注意特殊写法情况：
int[] x,y[];x是一维数组，y是二维数组。- Java中多维数组不必都是规则矩阵形式
● 动态初始化（指定长度）
格式2：
int[ ][ ] arr = new int[3][2];
解析：
- 定义了名称为arr的二维数组。
- 二维数组中有3个一维数组。
- 每一个一维数组中有2个元素。
- 一维数组的名称分别为
arr[0], arr[1]- arr[2] 给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：
arr[0][1] = 78;
格式3：
int[][] arr = new int[3][];
解析
- 二维数组中有3个一维数组。
- 每个一维数组都是默认初始化值null (注意：区别于格式1）
- 可以对这个三个一维数组分别进行初始化
arr[0] = new int[3];arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2];- 注：
int[][]arr = new int[][3]; //非法
代码演示：
int[] arr = new int[]{1,2,3};//一维数组//静态初始化int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};//动态初始化1String[][] arr2 = new String[3][2];//动态初始化2String[][] arr3 = new String[3][];//错误的情况
// String[][] arr4 = new String[][4];
// String[4][3] arr5 = new String[][];
// int[][] arr6 = new int[4][3]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};//也是正确的写法：int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
2. 数组元素的引用
代码演示：
int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};String[][] arr2 = new String[3][2];System.out.println(arr1[0][1]);//2System.out.println(arr2[1][1]);//nullString[][] arr3 = new String[3][];arr3[1] = new String[4];System.out.println(arr3[1][0]);//null
3.如何获取数组的长度
代码演示：
int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};System.out.println(arr4.length);//3System.out.println(arr4[0].length);//3System.out.println(arr4[1].length);//4
4.如何遍历数组
代码演示：
int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};for(int i = 0;i < arr4.length;i++){ for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){System.out.print(arr4[i][j] + " ");}}
5.数组元素的默认初始化值
规定：二维数组分为外层数组的元素，内层数组的元素
例：int[][] arr = new int[4][3];
外层元素：arr[0],arr[1]等
内层元素：arr[0][0],arr[1][2]等
（1）针对于初始化格式2：比如：
int[][] arr = new int[4][3];
外层元素的初始化值为：地址值
内层元素的初始化值为：与一维数组初始化情况相同。
（2）针对于初始化格式3：比如：
int[][] arr = new int[4][];
外层元素的初始化值为：null
内层元素的初始化值为：不能调用，否则报错。
代码演示：
int[][] arr = new int[4][3];System.out.println(arr);//[[I@6d06d69cSystem.out.println(arr[0]);//[I@15db9742 System.out.println(arr[0][0]);//0float[][] arr1 = new float[4][3];System.out.println(arr1[0]);//[F@4554617cSystem.out.println(arr1[0][0]);//0.0String[][] arr2 = new String[4][2];System.out.println(arr2[1]);//[Ljava.lang.String;@74a14482System.out.println(arr2[1][1]);//nulldouble[][] arr3 = new double[4][];System.out.println(arr3[1]);//null
// System.out.println(arr3[1][0]);//报错
6.数组的内存解析
四、Arrays工具类的使用
java.util.Arrays类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。
| number | method | function |
|---|---|---|
| 1 | boolean equals(int[] a,int[] b) | 判断两个数组是否相等 |
| 2 | String toString(int[] a) | 输出数组信息 |
| 3 | void fill(int[] a,int val) | 将指定值填充到数组之中 |
| 4 | void sort(int[] a) | 对数组进行排序 |
| 5 | int binarySearch(int[] a,int key) | 对排序后的数组进行二分法检索指定的值 |
例：数组排序：
java.util.Arrays类的sort()方法提供了数组元素排序功能
import java.util.Arrays;
public class SortTest {public static void main(String[] args) {int [] numbers = {5,900,1,5,77,30,64,700};Arrays.sort(numbers);for(int i = 0; i < numbers.length; i++){System.out.println(numbers[i]); } }
}
五、数组使用中的常见异常
1.数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)
访问到了数组中的不存在的脚标时发生。
int[] arr = new int[2];
// System.out.println(arr[2]);
// System.out.println(arr[-1]);
2.空指针异常(NullPointerException)
引用没有指向实体，却在操作实体中的元素时。
//情况一：int[] arr1 = new int[]{1,2,3};arr1 = null;
// System.out.println(arr1[0]);//情况二：int[][] arr2 = new int[4][];
// System.out.println(arr2[0][0]);//情况三：String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"};arr3[0] = null;
// System.out.println(arr3[0].toString());
以上两种异常，在编译时均不报错！
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