Java--一维二维数组的使用，探索Arrays类方法魅力_java 定义数组

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一：数组的概念以及定义,初始化

1.1：数组概念以及定义

数组概念：可以看成是相同类型元素的一个集合。数组定义：三种方法

T[] 数组名 = new T[N];例如：int[]arr = new arr[10];

T：表示数组中存放元素的类型 T[]：表示数组的类型 N：表示数组的长度例如：

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 String[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组

1.2：数组的初始化主要有两种：动态初始化以及静态初始化

     1.静态初始化和动态初始化一步完成

数组动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

int[] array = new int[10]；这种初始化，这个arr数组里面的值都为0；

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

 语法格式： T[] 数组名称 = {data1, data2, data3, ..., datan}; 例如：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\", \"!!!\"}; 静态初始化可以省略可以省去后面的new int[];直接就是 int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};但是这种初始化是严令禁止的：int[] array1 = new int[10]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};，编译器会报错误

     2.同时静态初始化和动态初始化也可以分为两步：

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};这样不可以，！！！只能在定义的时候进行赋值

1.如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值：2.如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null

二：数组的使用：

1.1：数组的访问：

数组下表访问不能越界：

int[] array = {1, 2, 3}; System.out.println(array[3]); // 数组中只有3个元素，下标一次为：0 1 2，array[3]下标越界

数组越界异常

1.2：数组遍历

1.一般C中我们都是循环遍历：但是java中注意：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]); }

2.java也可以使用for-each遍历数组：

int[] array = {1, 2, 3}; for (int x : array) { System.out.println(x); }

2：数组是引用类型

2.1：要了解数组首先，要了解引用到底是什么？

在java里 数据类型分为两大类：基本数据类型（Primitive Types）和引用数据类型（Reference Types）。引用数据类型是相对于基本数据类型而言的，它们不是直接在内存中存储数据值，而是存储数据的引用（或者说是指向数据的内存地址）。

Java中的引用数据类型主要包括以下几类：

类，数组，枚举，接口，注解

我们现在现在需要注意这两项：

1. 类（Class Types）：类是Java程序的基本构建块，用于创建对象。每个对象都是类的一个实例，而类本身就是一种引用数据类型。你可以定义自己的类来封装数据和逻辑，Java标准库中也提供了大量的类供我们使用。

2. 数组（Array Types）：数组是一种特殊的引用类型，用于存储固定大小的同类型元素。数组可以是基本数据类型的数组，也可以是引用数据类型的数组（比如对象数组或另一个数组的数组）。

2.2：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

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。比如： 因此JVM也对所使用的内存按照功能的不同进行了划分：

1. 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
2. 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。
3. 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
4. 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} )，
5. 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。
6. 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
7. 现在我们只简单关心堆 和 虚拟机栈这两块空间，后序JVM中还会更详细介绍。

2.3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； 引用数据类型创建的变量，一般称为对象的引用，存储的是对象所在空间的地址的变量。

从上图可以看到，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。有点类似C语言中的指针，但是Java中引用要比指针的操作更简单。

再看一个例子：

2.4：空指针：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]); // 执行结果 Exception in thread \"main\" java.lang.NullPointerException at Test.main(Test.java:6)

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

3：数组应用场景：

3.1：数组作为函数参数：一张图弄懂

总结: 所谓的 \"引用\" 本质上只是存了一个地址（还不是真的内存地址）. 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. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大).

3.2：数组作为函数的返回值

public class Test { public static int[] func(){ int []array = new int[]{1,2,3,4,5}; return array; }实话说这个array数组是个临时变量，在C里面func返回时会被销毁，但是在java里面这个还是一直存在的就不会销毁 public static void main(String[] args) { int[] ret = func(); for (int i = 0; i < ret.length; i++) { System.out.println(ret[i]); } }}

4：数组练习：

4.1：数组转化为字符串Arrays.toString

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

注意ret是String类型，每次都是ret+=……，最后直接打印但是Arrays.toString这个方法直接帮我们数组转化为字符串：

 4.2：拷贝方法：Arrays.copyOf Arrays.copyOfRange

巧了，我们java里面已经帮我们实现好了：Arrays.copyOf这个方法（这个方法里面的参数（换个类型）还是有很多的，一起构成了方法的重载）

public static void main(String[] args) { //Arrays.copyOf(),Arrays.copyOfRange() int[] arr = {1, 2, 3, 4}; int[] copy = Arrays.copyOf(arr, arr.length * 2);//并且这里我们还可以进行两倍的拷贝，因为这个数组没有长度嘛，不用考虑越界的问题 System.out.println(Arrays.toString(copy));还可以选择拷贝： int[] copy2 = Arrays.copyOfRange(arr, 1, 2);但是这个是从arr数组内部拷过来的 System.out.println(Arrays.toString(copy2));}

这里大家可以发现打印的有12个因为是[1,13)左闭右开，，但是arr从1开始里面只有3个数，然后就只能copy3个数然后补0

那这些方法的源码是怎么实现的呢：大家可以看我这张图但是源代码实现的话又会有一些的的问题：就不能拷贝上述的12个了我们尽量还是用Arrays.copyOfRange这个方法注意：数组当中存储的是基本类型数据时，不论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类 型，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题，关于深浅拷贝在后续详细给大家介绍

4.3：二分查找以及排序方法：

二分查找：针对有序数组，返回的值返回的是最后一次的位置left然后 -（left+1）所以说按下面这个数组，key每次都>10的话，每次返回都是-9这是我模仿源码的方法写的

public class Test { public static void main(String[] args) { int []arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,9}; int key =7; int ret = binarySearch(arr,arr.length,key); System.out.println(ret); } public static int binarySearch(int []arr,int sz,int key){ int left = 0; int right = sz-1; while(left >>1;//这个右移一位就很秒 if(arr[mid] key){ right = mid -1; }else{ return mid; } } return -(left+1); }}

源码：

但是如果不是有序地呢，我们可以自己实现一个冒泡排序以及配合的找数字的，但是java里面已经帮我们实现的有方法了——Arrays.sort

以及配合找数字的Arrays.binarySearch

不过返回的值就是拍完序之后的位置了,这个一定要注意！！！二分查找优点：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.

4.4：填充方法以及比较方法：

填充也可以指定范围：java 太妙啦！！！

4.5：数组求平均值

代码两个注意点

1：首先使用 for -each遍历数组时，这里的X其实就是数组里面的值

2：最后求平均值一定要强转成double 类型

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;//注意这个}return (double)sum / (double)arr.length;//注意}

三：二维数组的使用

1.二维数组的4种定义方式

二维数组是特殊的一维数组

二维数组的定义方法：一般就是这三种

 int [][] array = {{1,2,3},{4,5,6}}; int [][] array1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}}; int [][] array2 = new int[2][3];

但是二维数组还可以不指定列，只指定行（和C语言相反）（第四种）

 int [][] array = new int[2][]; String ret = Arrays.toString(array); System.out.println(ret);

（这个时候就相当于，只初始化了两个值，array[0],array[1],他们两个的值默认都是null，（这个时候就完全可以看出来array（二维数组就是特殊的一维数组）））

然后我可以这样给他赋值

 int [][] array = new int[2][]; array[0] = new int[]{1,2,3}; array[1] = new int[]{1,2,3,4,5,6};

2.二维数组的遍历：

我们上述描述过了一维数组(array)的长度是array.length,我们现在又知道了二维数组又是特殊的一维数组（譬如上述的array[2][],那么它的长度就是array.length,它经过初始化之后array[1].length就是3）

那么我们有了上述的知识之后就可以写出下面的代码

 int [][] array = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}}; 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();// 打印一行换行 }

3.二维数组的打印

那我们这样打印呢？

 int [][] array = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}}; System.out.println(array[0]); System.out.println(array[1]);

打印的不是实际的地址是经过修改的地址，实际上是最后调用的是 toString方法再看看接下来打印的是什么呢？

 int [][] array = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}}; System.out.println(array[0]); System.out.println(array[1]); System.out.println(\"=============\"); System.out.println(Arrays.toString(array[0])); System.out.println(Arrays.toString(array[1])); System.out.println(\"=============\"); System.out.println(array[0].length); System.out.println(array[1].length); System.out.println(\"=============\"); System.out.println(array.length); System.out.println(\"=============\");

这个呢？

 int [][] array = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}}; System.out.println(Arrays.toString(array)); System.out.println(Arrays.deepToString(array));

上述就是的Java—数组的使用和定义全部内容了，相信您能看到这里，一定是对小编有了一定的认可，如果有任何错误
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