文章目錄
- 一、陣列基本用法
- 1.什么是陣列
- 2.陣列的創建
- 3.定義陣列的方式
- 4.陣列的使用
- 4.1 獲取陣列的長度
- 4.2 遍歷陣列的兩種方式
- 4.3 for回圈和foreach(增強for回圈)的區別
- 4.4 以字串列印陣列
- 4.5 陣列下標越界訪問例外
- 5.陣列在記憶體中的存盤
- 二、陣列作為方法的引數
- 1.基本用法
- 2.理解參考型別
- 2.1 傳內置型別
- 2.2 傳參考型別
- 2.3 認識 null
- 2.4 初識 JVM 記憶體區域劃分
- 三、 陣列作為方法的回傳值
- 四、陣列的拷貝
- 1.什么是包
- 1. for回圈拷貝
- 2. copyof拷貝
- 3. copyOfRange拷貝
- 4. arraycopy拷貝
- 4.1 native:本地方法
- 5. clone拷貝
- 6.深拷貝和淺拷貝
- 五、陣列的練習(經典題型)
- 1.二分查找(折半查找)
- 2.陣列排序(冒泡排序)
- 3.判斷兩個陣列是否相等
- 4.陣列填充
- 六、二維陣列
- 1.定義二維陣列
- 2.二維陣列在記憶體中的存盤
- 3.二維陣列的列印方式
- 3.1 for回圈列印
- 3.2foreach列印
- 3.3 deepToString(深度列印)
- 4.不規則的二維陣列
- 1.不規則二維陣列的創建
- 2.不規則的二維陣列在陣列中的存盤
- 完結!
一、陣列基本用法
1.什么是陣列
陣列就是一組相同型別的元素的集合
當我們需要定義多個變數時
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
int d = 40;
int e = 50;
如果定義幾十甚至幾百個變數,那么就不能這樣創建變數了,這個時候我們就需要用到陣列了
int[] array = {10,20,30,40,50};
這就是創建了一個簡單的整形陣列
2.陣列的創建

C語言的創建陣列方式
int array[] = {1,2,3,4,5};
java的創建陣列方式
int[] array = {1,2,3,4,5};
其實java中也可以使用C語言的創建陣列方式,但是我們還是更推薦寫成 int[] arr 的形式. int和 [] 是一個整體,這也是是一種語法規范吧!
3.定義陣列的方式
定義陣列共有三種方式
第一種:靜態初始化
int[] array = {1,2,3,4,5};
第二種:動態初始化
int[] array = new int[]{1,2,3,4,5};
第三種
int[] array = new int[5];
注意:
1.靜態初始化的時候, 陣列元素個數和初始化資料的格式是一致的,
2.第一種和第二種定義,等號右邊的 [ ] 的里面不可以出現數字,
3.第一種和第二種陣列的大小就是里面資料的個數,
4.陣列的使用
4.1 獲取陣列的長度
通過 陣列名.length 就可以獲取陣列的長度
注意:陣列的下標是從0開始的,使用 [ ] 就可以訪問陣列的元素,技能讀取資料也能修改資料,

public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
array[0] = 10;
System.out.println(array[0]);
}
}
運行結果

4.2 遍歷陣列的兩種方式
1.for回圈遍歷
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.print(array[i]+" ");
}
}
}
2.foreach遍歷
for (int x:array) {
System.out.print(x+" ");
}
4.3 for回圈和foreach(增強for回圈)的區別
for回圈是可以拿到下標的
foreach是拿不到下標的
所以以后要看情況使用for回圈和foreach
foreach的遍歷原理:遍歷array陣列里面的每一個元素,把每一個元素取出來,然后賦值給x,最后列印x,直到array陣列全部遍歷完,
兩種遍歷的運行結果
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.print(array[i]+" ");
}
System.out.println();
for (int x:array) {
System.out.print(x+" ");
}
}
}

4.4 以字串列印陣列
陣列的工具類:import java.util.Arrays
Arrays.toString(陣列名)
把你需要列印的陣列放到toString函式里面,那么就會把當前的陣列轉變為字串進行輸出!所以呼叫這個函式后,它的回傳值就是一個字串,
來看一個例子

運行結果:可以看到陣列被連同方括號都被轉換成字串了

4.5 陣列下標越界訪問例外
當你創建的陣列長度只有5,你非要訪問5下標(數值的下標是從0開始) ,那就會出現下標越界訪問例外,


就比如這里陣列只有5個元素最大下標是4,而而要去訪問下標5就是出現陣列越界訪問例外,
5.陣列在記憶體中的存盤
在JVM(JAVA虛擬機)中共有5塊記憶體,而我們平常所說的堆疊就是JAVA虛擬堆疊,區域變數和陣列名都是在堆疊上開辟記憶體的,

陣列變數是一個參考
參考一般指向一個物件(當前你可以理解為,等號右邊的就是陣列物件)

來看一段代碼
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] array2 = new int[5];
System.out.println(array);
System.out.println(array2);
}
}
運行結果

運行后列印出兩個地址
注意:這兩個地址不是真正的地址,他是通過正式的地址hash得到的
但是你可以把它當做一個真實的地址,這兩個地址是唯一的(安全性)
二、陣列作為方法的引數
1.基本用法
代碼如下(示例):
public class Test{
public static void prints(int[] arr){
for (int x:arr) {
System.out.print(x+" ");
}
}
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
prints(array);
}
}
運行結果

我這里用的是foreach遍歷整個陣列
- int[ ] arr 是函式的形參, int[ ] array 是函式實參.
- 如果需要獲取到陣列長度, 同樣可以使用 a.length
2.理解參考型別
2.1 傳內置型別
代碼示例如下(傳內置型別):
public class Test{
public static void exchange(int n){
n = 200;
System.out.println("n= "+n);
}
public static void main(String[] args){
int a = 100;
exchange(a);
System.out.println("a= "+a);
}
}
運行結果:

我們發現修改形參n的值,不影響實參a的值

2.2 傳參考型別
代碼示例(傳陣列):
public class Test{
public static void exchange(int[] arr){
int tmp = arr[0];
arr[0] = arr[1];
arr[1] = tmp;
}
public static void main(String[] args){
int[] array = {10,20,30,40};
System.out.println("交換前");
System.out.println("array[0] = "+array[0]+" array[1] = "+array[1]);
exchange(array);
System.out.println("交換后");
System.out.println("array[0] = "+array[0]+" array[1] = "+array[1]);
}
}
運行結果:

我們發現陣列組為引數傳參的話就能修改變數的值,我們前面說過array存盤的是地址,也就是說我們傳的是參考,
什么是參考?
- 參考相當于一個 “別名”, 也可以理解成一個指標.
- 創建一個參考只是相當于創建了一個很小的變數, 這個變數保存了一個整數,
這個整數表示記憶體中的一個地址
我們再通過圖來了解一下為社么傳參考就能修改實參呢?

傳參考實際上就是傳的地址,通過地址找到同一塊空間,修改同一塊地址上的資料,自然就修改了,
總結:
所謂的 “參考” 本質上只是存了一個地址. Java 將陣列設定成參考型別, 這樣的話后續進行陣列引數傳參,
其實只是將陣列的地址傳入到函式形參中. 這樣可以避免對整個陣列的拷貝(陣列可能比較長, 那么拷貝開銷就會很大).
2.3 認識 null
null在java中表示 ”空參考“ ,表示不指向任何物件,也就是一個無效的參考,
參考型別的0值就是null
來看一個代碼:
public class Test{
public static void exchange(int[] arr){
int tmp = arr[0];
arr[0] = arr[1];
arr[1] = tmp;
}
public static void main(String[] args){
int[] array = {10,20,30,40};
exchange(null);
}
}
運行結果:

如果在傳參考時傳的時null就會報出例外, NullPointerException,null 的作用類似于 C 語言中的 NULL
(空指標), 都是表示一個無效的記憶體位置. 因此不能對這個記憶體進行任何讀寫操作,
那如果我們把陣列賦一個 null
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = null;
System.out.println(array);
}
}
運行結果

我們發現并沒有列印0,而是列印null
那null的陣列能不能求長度呢?
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = null;
System.out.println(array.length);
}
}
運行結果

我們發現這里也是一個空參考例外,從這我們可以知道,把null 賦給了 array,表示array沒有指向任何物件,所以它沒在堆上開辟空間,報出空參考例外,所以null.任何東西都會報出例外
總結:
當我們以后遇到 NullPointerException 都是空參考例外
2.4 初識 JVM 記憶體區域劃分
直接來看一幅圖簡單了解一下JVM的記憶體區域劃分

- 程式計數器 (PC Register): 只是一個很小的空間, 保存下一條執行的指令的地址.
- 虛擬機堆疊(JVM Stack): 重點是存盤區域變數表(當然也有其他資訊). 我們剛才創建的 int[] arr 這樣的存盤地址的參考就是在這里保存.
- 本地方法堆疊(Native Method Stack): 本地方法堆疊與虛擬機堆疊的作用類似. 只不過保存的內容是Native方法的區域變數.
在有些版本的 JVM 實作中(例如HotSpot), 本地方法堆疊和虛擬機堆疊是一起的. - 堆(Heap): JVM所管理的最大記憶體區域. 使用 new 創建的物件都是在堆上保存 (例如前面的 new int[]{1, 2,3})
- 方法區(Method Area): 用于存盤已被虛擬機加載的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯后的代碼等資料.方法編譯出的的位元組碼就是保存在這個區域.
- 運行時常量池(Runtime Constant Pool): 是方法區的一部分, 存放字面量(字串常量)與符號參考. (注意 從JDK1.7 開始, 運行時常量池在堆上)
總結:
1.JVM是多執行緒的,多執行緒就意味著高效率,
2.區域變數和參考保存在堆疊上, new 出的物件保存在堆上.
3.堆的空間非常大, 堆疊的空間比較小.
4.堆是整個 JVM 共享一個, 而堆疊每個執行緒具有一份(一個 Java 程式中可能存在多個堆疊)
三、 陣列作為方法的回傳值
假設我們要實作一個方法,把陣列里的每個元素都加上1
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void addOne(int[] arr){
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = arr[i] + 1;
}
}
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
addOne(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
這種方法當然可以,但這會破壞原有的陣列,有時候我們不希望破壞原陣列, 就需要在方法內部創建一個新的陣列, 并由方法回傳出來.
來看一下代碼:
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static int[] addOne(int[] arr){
int[] array2 = new int[arr.length];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
array2[i] = arr[i] + 1;
}
return array2;
}
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] ret = addOne(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
System.out.println(Arrays.toString(ret));
}
}
運行結果:

這樣的話就不會破壞原有陣列了.
另外由于陣列是參考型別, 回傳的時候只是將這個陣列的首地址回傳給函式呼叫者, 沒有拷貝陣列內容, 從而比較高效,
四、陣列的拷貝
1.什么是包
Java 中提供了 java.util.Arrays 包, 其中包含了一些操作陣列的常用方法.
那什么是包呢?簡單簡單點說,假設你煮面吃是不是要自己調配料,而方便面直接就有調料包,拿起來就用,不用像自己煮面一樣還要想怎么放才好吃,
像我們很多程式寫的程序中不必把所有的細節都自己實作, 已經有大量的標準庫(JDK提供好的代碼)和海量的第三方庫(其他機構組織提供的代碼)供我們直接使用. 這些代碼就放在一個一個的 “包” 之中.
有了這個包,我們只需要 Arrays. 就能使用JAVA提供的很多和陣列相關的方法,
1. for回圈拷貝
新創建一個陣列,再利用for回圈把以前的陣列拷貝到新陣列里,
注意:新開辟的陣列大小一定要大于或者等于原陣列的大小,
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] arr = new int[array.length];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
arr[i] = array[i];
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
2. copyof拷貝
這是JAVA提供給我們的一種拷貝陣列的方法,先來看一下這個方法的源代碼

這個方法需要兩個引數,一個要拷貝的陣列和新陣列的長度,
代碼示例:
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] arr = Arrays.copyOf(array,10);
System.out.println(Arrays.toString(arr));//以字串方式列印陣列
}
}
運行結果:

我們發現如果新陣列的長度大于要拷貝陣列的長度,多余的位置默認為0.
3. copyOfRange拷貝
同樣這也是Arrays提供的一種拷貝數的方法,源代碼如圖

再來看一個例子
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] arr = Arrays.copyOfRange(array,1,4);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
運行結果

因為拷貝范圍是左閉右開的,所以并沒有拷貝到5.
注意:如果超出拷貝陣列的范圍則超出的元素默認為0,且范圍是不能為負數的,
4. arraycopy拷貝
來看一下源代碼

使用例子
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5,6};
int[] arr = new int[array.length];
System.arraycopy(array,0,arr,0,6);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
運行結果

注意:這里的拷貝和上面的兩種方式是不一樣的,這種拷貝方式是不能越界的!如果你的陣列要拷貝的長度從你的起始下標起大于了陣列的長度(無論是起始陣列還是目的地陣列都是不能越界的),就會出現陣列下標越界例外,
4.1 native:本地方法
還有一個重點不知道大家注意沒,arraycopy這個方法的源代碼是沒有具體實作程序的,而且這個方法中有 native 這么一個關鍵字,這屬于本地方法
那么 native 這樣的方法有什么特點呢?
1.運行在本地方法堆疊上
2.底層是由C/C++寫的
3.這樣的方法速度是非常快的
所以我們以后拷貝陣列優先使用的是這種方法,因為它速度快,
5. clone拷貝
陣列名.clone直接產生一個陣列的副本
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] arr = array.clone();
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}

6.深拷貝和淺拷貝
深拷貝:修改拷貝之后的陣列不會影響原陣列
淺拷貝:修改拷貝之后的陣列會影響原陣列
如何達到深拷貝:對物件本身進行拷貝
我們剛剛的例子都屬于深拷貝
因為JAVA以后是面向物件,陣列里一般放的都是物件很少放整形,如果要細說,那么就分基本型別和參考型別,
如果陣列里放的是基本資料型別那就是深拷貝,如果陣列里放的是參考型別那就是淺拷貝,
五、陣列的練習(經典題型)
1.二分查找(折半查找)
二分查找只能用于一組有序陣列(升序或者降序)
以升序陣列為例, 二分查找的思路是先取中間位置的元素, 看要找的值比中間元素大還是小. 如果小, 就去左邊找; 否則就去右邊找.
import java.util.Scanner;
public class Test{
public static int binarySearch(int[] array,int n){
if(array == null) return -1;
int left = 0;
int right = array.length-1;
while(left<=right){
int mid = left+(right-left)/2;
if(array[mid]>n){//當要找的數比中間那個數小
right = mid-1;
}else if(array[mid]<n){//當要找的數比中間那個數大
left = mid+1;
}else{
return mid;//找到了回傳下標
}
}
return -1;//沒找到時
}
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
System.out.println("請輸入年喲查找的數字");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt();
int ret = binarySearch(array,n);
if(ret == -1){
System.out.println("沒找到");
}else{
System.out.println("找到了下標為"+ret);
}
}
}
JAVA還提供了一個二分查找的方法binarySearch
源代碼就不看了,和上面的實作方法類似
同樣是兩個引數,一個是要查找的陣列,一個則是要查找的數字,
如果找到了就放回該數字的下標,沒找到就放回一個負數,
來看一下代碼
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
System.out.println("請輸入年喲查找的數字");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt();
int ret = Arrays.binarySearch(array,n);//呼叫方法
if(ret < 0){
System.out.println("沒找到");
}else{
System.out.println("找到了下標為"+ret);
}
}
}
2.陣列排序(冒泡排序)
給定一個陣列把它排列成升序或者降序
思路:兩兩相比較交換位置,把最大或者最小的數字放到最后,
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class Test{
public static void bubbleSort(int[] array){
if(array == null) return;
boolean flag = false;//定義個flag判斷陣列是否有序
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j] > array[j+1]){
int tmp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = tmp;
flag = true;
}
}
if(flag != true){//當陣列已經是有序時直接跳出回圈
break;
}
}
}
public static void main(String[] args){
int[] array = {2,3,1,5,6,4,3,2,1};
System.out.println(Arrays.toString(array));
bubbleSort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
3.判斷兩個陣列是否相等
JAVA中提供了一個方法 equals 用來判斷兩個陣列是否相等

可以看到equals的回傳型別是布爾型別,相等回傳true不相等回傳false
代碼示例:
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] arr = {1,2,3,4,5};
boolean bool = Arrays.equals(array,arr);
System.out.println(bool);
}
}
4.陣列填充
JAVA中還提供整體填充的方法 fillc ,把陣列里的元素替換成指定元素,可適用各種型別,
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[] arr = {1,2,3,4,5};
Arrays.fill(arr,6);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
運行結果:

該函式還能指定下標替換,記住下標是不能越界的,

運行結果:

六、二維陣列
1.定義二維陣列
在JAVA中常見的定義陣列方式,JAVA中二維陣列可以省略列,不能省略行,
int[][] array = {{1,2},{3,4},{5,6}};
int[][] array2 = new int[3][2];
int[][] array3 = new int[][]{{1,2},{3,4},{5,6}};
2.二維陣列在記憶體中的存盤
我們知道二維陣列其實就是一個特殊的一維陣列,那么它在記憶體中到底是怎么存盤的呢?

每一行構成了一個一維陣列,陣列里的每一個元素存的都是指向每一列一維陣列的地址,
每一列的一維陣列存的則是指向資料的地址,
3.二維陣列的列印方式
3.1 for回圈列印
我們知道陣列名.length求的是陣列的長度,而二維陣列名.length求的則是拿到得是每一列的地址,那么求每一列的長度則是 陣列名[i].length,
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[][] array = {{1,2,3},{3,4,5},{5,6,7}};
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();
}
}
}
3.2foreach列印
第一層foreach是遍歷整個array陣列,因為二維陣列的陣列名都是得地址,拿到每一列得地址也就是相當于拿到了一個一維陣列,通過第二次foreach回圈就可以拿到每一個元素
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[][] array = {{1,2,3},{3,4,5},{5,6,7}};
for (int[] arr:array) {
for (int x:arr) {
System.out.print(x+" ");
}
System.out.println();
}
}
}
3.3 deepToString(深度列印)
改方法是用來把二維陣列轉換為字串的,它的回傳型別為String
import java.util.Arrays;
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[][] array = {{1,2,3},{3,4,5},{5,6,7}};
System.out.println(Arrays.deepToString(array));
}
}
運行結果:

4.不規則的二維陣列
我們前面說過二維陣列的列是可以省略的,但如果省略那這個二維陣列能列印嗎?
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[][] array = new int[3][];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.println(array[i][j]);
}
System.out.println();
}
}
}
運行結果

看到了我們熟悉的空參考例外,那這是什么原因呢?
我們知道二維陣列名.length拿到的是地址,而現在陣列沒有指定列,所以里面存的是null,當我們array[ i ].length 的時候就出現了例外,前面也說過 null.任何東西都會出現例外,

1.不規則二維陣列的創建
因為二維陣列一般都是行和列都已經寫好了,而不規則的二維陣列在定義時把列給省略掉了,所以沒一行的列數可以有自己定,
public class Test{
public static void main(String[] args){
int[][] array = new int[3][];
array[0] = new int[1];
array[1] = new int[2];
array[2] = new int[4];
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();
}
}
}
運行結果

public class Test{
public static void main(String[] args){
int[][] array = new int[3][];
array[0] = new int[1];
array[1] = new int[]{2,2,2};
array[2] = new int[]{1,2,3,4};
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();
}
}
}
運行結果:

2.不規則的二維陣列在陣列中的存盤
不規則的二維陣列和普通的二維陣列沒什么區別

陣列詳解就到這里,記得點個贊再走!
完結!
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