Java中数组的定义和使用(第一篇)

发布时间:2023-01-23 21:00

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目录

一维数组

方法的参数是数组

main方法中的String数组

数组中存储引用数据类型(重点)

数组扩容和拷贝

结束语


一维数组

⭐️Java语言中的数组是一种引用数据类型;不属于基本数据类型;数组的父类是Object
⭐️数组实际上是一个容器,可以同时容纳多个元素。(数组是一个数据的集合)
    数组:字面意思是“一组数据”
⭐️数组当中可以存储“基本数据类型”的数据,也可以存储“引用数据类型”的数据。
⭐️数组因为是引用类型,所以数组对象是堆内存当中。(数组是存储在堆当中的)
⭐️数组当中如果存储的是“java对象”的话,实际上存储的是对象的“引用(内存地址)”,数组中不能直接存储java对象(存它的地址)。

Java中数组的定义和使用(第一篇)_第1张图片

⭐️数组一旦创建,在java中规定,长度不可变(数组长度不可变)
⭐️数组的分类:一维数组、二维数组、三维数组、多维数组...(一维数组较多,二维数组偶尔使用!)
⭐️所有的数组对象都有length属性(java自带的),用来获取数组中元素的个数。
⭐️java中的数组要求数组中元素的类型统一。比如int类型数组只能存储int类型,Person类型数组只能存储Person类型。例如:超市购物,购物袋中只能装苹果,不能同时装苹果和橘子。(数组中存储的元素类型统一)
⭐️数组在内存方面存储的时候,数组中的元素内存地址(存储的每一个元素都是有规则的挨着排列的)是连续的。内存地址连续。这是数组存储元素的特点(特色)。数组实际上是一种简单的数据结构。
⭐️所有的数组都是拿“第一个小方框的内存地址”作为整个数组对象的内存地址。(数组中首元素的内存地址作为整个数组对象的内存地址。)
⭐️数组中每一个元素都是有下标的,下标从0开始,以1递增。最后一个元素的下标是:length - 1;下标非常重要,因为我们对数组中元素进行“存取”的时候,都需要通过下标来进行。
⭐️数组这种数据结构的优点和缺点是什么?
        优点:查询/查找/检索某个下标上的元素时效率极高。可以说是查询效率最高的一个数据结构。为什么检索效率高?
  第一:每一个元素的内存地址在空间存储上是连续的。
  第二:每一个元素类型相同,所以占用空间大小一样。
  第三:知道第一个元素内存地址,知道每一个元素占用空间的大小,又知道下标,所以通过一个数学表达式就可以计算出某个下标上元素的内存地址。直接通过内存地址定位元素,所以数组的检索效率是最高的。数组中存储100个元素,或者存储100万个元素,在元素查询/检索方面,效率是相同的,因为数组中元素查找的时候不会一个一个找,是通过数学表达式计算出来的。(算出一个内存地址,直接定位的。)
        缺点
            第一:为了保证数组中每个元素的内存地址连续,所以在数组上随机删除或者增加元素的时候,效率较低,因为随机增删元素会涉及到后面元素统一向前或者向后位移的操作。
            第二:数组不能存储大数据量,为什么?因为很难在内存空间上找到一块特别大的连续的内存空间。对于数组中最后一个元素的增删,是没有效率影响的。

⭐️怎么声明/定义一个一维数组?
      语法格式:

int[] array1;
double[] array2;
boolean[] array3;
String[] array4;
Object[] array5;

⭐️怎么初始化一个一维数组呢?
        包括两种方式:静态初始化一维数组,动态初始化一维数组。
        (1)静态初始化语法格式:
            int[] array = {100, 2100, 300, 55};
        (2)动态初始化语法格式:
            int[] array = new int[5]; 

            这里的5表示数组的元素个数。
            初始化一个5个长度的int类型数组,每个元素默认值0
            再例如:String[] names = new String[6];

            初始化6个长度的String类型数组,每个元素默认值null。

⭐️什么时候使用静态数组初始化?什么时候使用动态数组初始化?

   (1)创键数组的时候,确定数组中存储哪些具体的元素时,采用静态初始化方式

   (2)创键数组的时候,不确定将来存储哪些数据,可以采用动态初始化的方式,预先分配内存空间

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest01 {
    public static void main(String[] args) {
    //1.静态初始化
       int[] a1 = {1,3,5,7,9};
        //所有的数组对象都有length属性,而不是方法!
        System.out.println("数组元素的个数是:"+a1.length);
        //取第一个元素
        System.out.println(a1[0]);
        //取最后一个元素
        System.out.println(a1[a1.length-1]);
        //改数据
        a1[a1.length-1] = 0;
        //遍历数据
        for(int i=0;i< a1.length;i++){
            System.out.println(a1[i]);
        }
        //数据下标越界异常,例如:访问下面为6的数据元素
        //System.out.println(a1[6]);// ArrayIndexOutOfBoundsException


    //2.动态初始化
        int[] a2 = new int[5]; //默认值是0
        for(int i=0;i< a2.length;i++){
            System.out.println(a2[i]);
        }
        //初始化一个Object类型的数组,
          //1.采用静态初始化方式
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();
        Object o3 = new Object();
        Object[] object = {o1,o2,o3};
        //上面就等价于:Object[] object = {new Object(),new Object(),new Object()};
        for(int i=0;i

⭐️动态存储内存图

Java中数组的定义和使用(第一篇)_第2张图片

方法的参数是数组

当传递的是一个数组,方法也用数组的形式进行接收;这个数组可以是静态的,也可以是动态创建的;并且我们把方法写成写成静态的,这样不需要new对象就可以调用

⭐例1:

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest02 {
    //也可以采用C++的风格,写成String args[]
    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("HelloWorld");
        // 1.方法的参数传数组---静态初始化方式
        int[] a = {1,2,3,4,5};
        printArray(a);
        // 2.方法的参数传数组---动态初始化方式
        int[] arr = new int[5];
        printArray(arr);
        //   直接一步完成
        printArray(new int[3]);

    }
    //静态方法进行打印
    public static void printArray(int[] arr){
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

}

⭐例2:(掌握)

(1)一种特殊情况传递静态数组;如果直接传递一个静态数组的话,语法必须这样写!

(2)我们先看一个例子:int[] arr = {1,2,3};我们传递数组的参数时候,一般就是传递数组名arr,例如:printArray(arr);但是另一种方法就是传过去,去掉数组名arr剩余的组成部分:

int[]{1,2,3},但是要加上new关键字,例如: printArray(new int[]{1,2,3});

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest03 {
    public static void main(String[] args) {
     //----------1.动态初始化一位数组(两种传参方式)
        //第一种传参方式
        int[] a1 = new int[5];//默认是5个0
        printArray(a1);
        System.out.println("-------------");
        //第二种传参方式
        printArray(new int[3]);
        System.out.println("-------------");
     //----------2.静态初始化一位数组(两种传参方式)
        //第一种传参方式
        int[] a2 = {1,2,3};
        printArray(a2);
        System.out.println("-------------");
        //第二种传参方式----直接传递一个静态数组
        printArray(new int[]{4,5,6});

    }
    //调用的静态方法----静态方法比较方便,不需要new对象
    public static void printArray(int[] arr){
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}

main方法中的String数组

(1)对于main(String[] args);分析一下:谁负责调用main方法(JVM)
     JVM调用main方法的时候,会自动传一个String数组过来,长度为0。

⭐例1:

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest04 {
    // 这个方法程序员负责写出来,JVM负责调用。JVM调用的时候一定会传一个String数组过来。
    public static void main(String[] args) {
        // JVM默认传递过来的这个数组对象的长度?默认是0
        // 通过测试得出:args不是null。
        System.out.println("JVM给传递过来的String数组参数,它这个数组的长度是?"
        + args.length); //0

        // 以下这一行代码表示的含义:数组对象创建了,但是数组中没有任何数据。就等价于:
        String[] strs = new String[0]; //动态的方式
        //String[] strs = {}; // 静态初始化数组,里面没东西。
        printLength(strs); //调用printLength静态方法

/*
     既然传过来的“String[] args”数组里什么都没有;那么这个数组什么时候里面会有值呢?
     其实这个数组是留给用户的,用户可以在控制台上输入参数,这个参数自动会被转换为“String[] args”
     例如这样运行程序:java ArrayTest04 abc def xyz;相当于在编译时进行传参
     那么这个时候JVM会自动将“abc def xyz”通过空格的方式进行分离,分离完成之后,自动放到“String[] args”数组当中。
     所以main方法上面的String[] args数组主要是用来接收用户输入参数的。
     把abc def xyz 转换成字符串数组:{"abc","def","xyz"}
*/
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            System.out.println(args[i]);
        }
        //既然是编译时进行传参,对于编译运行一体的IDEA怎么使用呢?
        //Run--->EditConfiguration--->Program Arguments里面进行传参,然后在从后重新运行

    }

    public static void printLength(String[] args){
        System.out.println(args.length); // 0
    }
}

⭐例2:

(1)main方法上面的“String[] args”有什么用?

      可以用来模拟一个登陆系统!请看下面这个有趣的例题:

package com.bjpowernode.javase.array;
/*
   模拟一个系统,假设这个系统要使用,必须输入用户名和密码。
*/
public class ArrayTest05 {
    public static void main(String[] args) {
        //先判断长度,是不是两个字符串长度,不是2直接终止程序
        if(args.length != 2){
            System.out.println("请输入用户名和密码");
            return;
        }

        //取出用户名和密码
        String username = args[0];
        String password = args[1];
        // 假设用户名是admin,密码是123的时候表示登录成功。其它一律失败。
        // 判断两个字符串是否相等,需要使用equals方法。
        // if(username.equals("admin") && password.equals("123")){ //这样有可能空指针异常
        // 下面这种编写方式,也可以避免空该指针异常!
        if("admin".equals(username) && "123".equals(password)){ 
            System.out.println("恭喜你,登录成功");
            System.out.println("您可以继续使用该系统");
        }else{
            System.out.println("账户或密码错误,请重新输入");
        }
    }
}

数组中存储引用数据类型(重点)

(1)一维数组的深入:数组中存储的类型为:引用数据类型;对于数组来说,实际上只能存储java对象的“内存地址”。数组中存储的每个元素是“引用”。下面这个例题重点理解!

(2)数组要求数组中元素的类型统一;但是也可以存储它的子类型

package com.bjpowernode.javase.array;
public class ArrayTest06 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.静态创建一个Animal类型的数组
        Animal a1 = new Animal();
        Animal a2 = new Animal();
        Animal[] animals = {a1,a2};

        //对Animal数组进行遍历
        for (int i = 0; i < animals.length; i++) {
            //方法1
            /*Animal a = animals[i];
            a.move();*/
            //方法2
            animals[i].move();
        }

        //2.动态初始化一个长度为2的animal类型的数组
        Animal[] ans = new Animal[2];
        ans[0] = new Animal();
        //ans[1] = new Product(); //err,Product和Animals没有任何关系
        //Animal数组中只能存放Animal类型,不能存放Product类型

        //3.Animal数组中可以存放Cat类型的数据,因为Cat是Animal一个子类
       ans[1] = new Cat();
        for (int j = 0; j < ans.length; j++) {
            ans[j].move();
        }

        //4.创建一个Animal类型的数据,数组当中存储Cat和Bird
          //4.1静态创建
        Cat cat = new Cat();
        Bird bird = new Bird();
        Animal[] anim = {cat,bird};
        for (int i = 0; i < anim.length; i++) {
            //直接调用子类和父类都有的move()方法
            //anim[i].move();
            
            //这里想要调用子类Bird里面特有的方法,需要向下转型
            if(anim[i] instanceof Bird){
                Bird b = (Bird)anim[i]; //向下转型
                b.move();
                b.sing(); //调用子类特有的方法
            }else{
                anim[i].move();
            }

        }


    }
}
//动物类
class Animal{
    public void move(){
        System.out.println("Animals move.....");
    }
}
//商品类
class Product{

}

//有一个猫类继承动物类
class Cat extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("Cat move.....");
    }
}

//有一个鸟类继承动物类
class Bird extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("Bird move.....");
    }

    //鸟特有的方法
    public void sing(){
        System.out.println("鸟儿在歌唱!");
    }
}

数组扩容和拷贝

在Java开发中,数组长度一旦确定不可变,那么数组满了,需要扩容怎么办?
(1)java中对数组的扩容是:先创建一个大容量的数组,然后将小容量数组中的元素一个个拷贝到大数组当中,小容量会被释放。
(2)结论:数组扩容效率较低。因为涉及到拷贝的问题。所以在以后的开发中请注意:尽可能少的进行数组的拷贝。可以在创建数组对象的时候预估计以下多长合适,最好预估准确,这样可以减少数组的扩容次数。提高效率。

(3)利用System.arraycopy进行拷贝,总共5个参数;System.arraycopy(源头数组,下标,目的地数组,下标,要拷贝的个数)

package com.bjpowernode.javase.array;
public class ArrayTest07 {
    public static void main(String[] args) {
        //java中的数组是怎样拷贝的呢?System.arraycopy(5个参数)
        //System.arraycopy(源,下标,目的地,下标,个数)

        //拷贝源---把3、5、7拷贝过去
        int[] src = {1,3,5,7,9};
        //拷贝目的地---拷贝到下标为5的地方
        int[] dest = new int[20];
        //调用拷贝函数
        System.arraycopy(src,1,dest,5,3);
        //打印验证
        for (int i = 0; i < dest.length; i++) {
            System.out.println(dest[i]+" ");
        }

        //拷贝引用数据类型
        String[] str = {"hello","world"};
        String[] strs = new String[10];
        System.arraycopy(str,0,strs,3,2);
        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            System.out.println(strs[i]);
        }
        System.out.println("--------------");
        
        //采用动态开辟的时候拷贝的是地址
        Object[] objs = {new Object(),new Object(),new Object()};
        Object[] objects = new Object[5];
        System.arraycopy(objs,0,objects,0,3);
        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            System.out.println(objects[i]);

        }

    }
}

内存图

Java中数组的定义和使用(第一篇)_第3张图片

结束语

今天的分享就到这里,想要提升编程思维的,快快去注册牛客网开始刷题吧!各种大厂面试真题在等你哦!

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