java基础-数组

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Java 数组

数组是同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。


Java语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。


Java语言按数组的维数来分类,可以分为一维数组和多维数组。


1、一维数组

方式1(更能表明数组类型)

  type[] 变量名 = new type[数组中元素的个数];

  比如:

  int[] a = new int[10];

  数组名,也即引用a,指向数组元素的首地址。

  方式2

  type变量名[] = new type[数组中元素的个数];

  如:

  int a[] = new int[10];

  方式3 定义时直接初始化

  type[] 变量名 = new type[]{逗号分隔的初始化值};

  其中红色部分可省略,所以又有两种:

  int[] a = {1,2,3,4};

  int[] a = new int[]{1,2,3,4};

  其中int[] a = new int[]{1,2,3,4};的第二个方括号中不能加上数组长度,因为元素个数是由后面花括号的内容决定的。

实例

public class TestArray {

   public static void main(String[] args) {
      // 数组大小
      int size = 10;
      // 定义数组
      double[] myList = new double[size];
      myList[0] = 5.6;
      myList[1] = 4.5;
      myList[2] = 3.3;
      myList[4] = 4.0;
      myList[5] = 34.33;
      myList[6] = 34.0;
      myList[7] = 45.45;
      myList[8] = 99.993;
      myList[9] = 11123;
      // 计算所有元素的总和
      double total = 0;
      for (int i = 0; i < size; i++) {
         total += myList[i];
      }
      System.out.println("总和为: " + total);
   }
}

下面的图片描绘了数组myList。这里myList数组里有10个double元素,它的下标从0到9。

java数组结构说明

2、二维数组

二维数组是数组的数组。

二维数组基本的定义方式

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][];


3、数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[][]{{...},{...},{...}};


4、数据类型[][] 数组名 = {{...},{...},{...}};


public class ArrayTest3
{
      public static void main(String[] args)
      {

             int[][] i = new int[2][3];

             System.out.println("Is i an Object? "
                           + (i instanceof Object));

             System.out.println("Is i[0] an int[]? "
                           + (i[0] instanceof int[]));

      }
}

变长的二维数组

  二维数组的每个元素都是一个一维数组,这些数组不一定都是等长的。

声明二维数组的时候可以只指定第一维大小,空缺出第二维大小,之后再指定不同长度的数组。但是注意,第一维

大小不能空缺(不能只指定列数不指定行数)。

public class ArrayTest4
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //二维变长数组
        int[][] a = new int[3][];
        a[0] = new int[2];
        a[1] = new int[3];
        a[2] = new int[1];

        //Error: 不能空缺第一维大小
        //int[][] b = new int[][3];
    }
}

  二维数组也可以在定义的时候初始化,使用花括号的嵌套完成,这时候不指定两个维数的大小,并且根据初始

化值的个数不同,可以生成不同长度的数组元素。

public class ArrayTest5
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int[][] c = new int[][]{{1, 2, 3},{4},{5, 6, 7, 8}};

        for(int i = 0; i < c.length; ++i)
        {
            for(int j = 0; j < c[i].length; ++j)
            {
                System.out.print(c[i][j]+" ");        
            }

            System.out.println();
        }   
    }
}

内存结构

Java程序在运行时,需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率,有对空间进行了不同区域的划分,因为每一片

区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

栈内存

用于存储局部变量,当数据使用完,所占空间会自动释放。

堆内存

数组和对象,通过new建立的实例都存放在堆内存中。

每一个实体都有内存地址值,实体中的变量都有默认初始化值,实体不在被使用,会在不确定的时间内被垃圾回收器

回收。

数组操作常见问题


数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)

int[] arr = new int[2];


System.out.println(arr[3]);

访问到了数组中的不存在的脚标时发生。

空指针异常(NullPointerException)

int[] arr = null;

System.out.println(arr[0]);

arr引用没有指向实体,却在操作实体中的元素时。







 
<think>好的,用户现在问的是Java入门中的数组基础。我需要先回想一下之前的对话历史,用户之前问过关于IDEA的解释,现在转向Java基础,说明他们可能刚开始学习编程,或者是想巩固基础知识。首先,用户的需求是了解数组基础知识,作为Java入门的一部分。我需要确保内容结构清晰,符合用户提到的系统级指令,比如行内学公式用$...$,独立公式用$$...$$,同时用中文回答。 首先,数组Java中的基本据结构,必须涵盖定义、声明、初始化、访问元素、遍历、多数组、常见操作以及注意事项。可能需要分点来讲解,每个部分都要简明扼要,同时确保例子正确,语法无误。比如在声明数组的时候,有两种方式:据类型[] 数组名 或者 据类型 数组名[],但推荐前者。初始化部分要分静态和动态,静态初始化是在声明时赋值,动态是使用new关键字,之后赋值。 需要注意Java数组的索引从0开始,越界会抛异常,这点很重要。遍历部分可以用for循环或增强for循环,需要给出例子。多数组部分,特别是二数组,需要说明如何声明和初始化,并给出例子,比如二数组的静态和动态初始化。 常见操作部分,用户可能需要知道如何获取长度,使用Arrays类的方法,比如排序、填充、复制等。注意事项里,数组长度不可变,引用类型的问题,以及性能考虑,比如连续内存分配和随机访问效率高,但增删元素效率低。这些都需要清晰列出。 另外,用户可能作为初学者,需要避免常见的错误,比如数组越界、空指针异常,这些在注意事项里提到会比较有帮助。同时,可能需要强调数组是对象,存储在堆内存中,而数组变量是引用,这点对于理解数组的传递和复制很重要。 还要检查是否有需要使用的学公式,比如在解释数组长度时,可能用$length = n$,或者在多数组中的表示,比如二数组可以看作矩阵,用$array[i][j]$表示元素。不过根据之前的回答例子,可能不需要太多学公式,但需要确保行内公式正确使用$符号。 最后,确保结构符合用户的要求,分点明确,步骤清晰,例子正确,并且用中文回答。同时,要检查是否有遗漏的部分,比如数组的默认值,当动态初始化时,元素会有默认值,比如int数组初始为0,对象数组为null,这也是需要注意的点。</think>我们将以结构化方式解析Java数组的核心知识点,重点标注$\boxed{关键语法}$和易错点: --- ### 一、数组定义与特性 $$数组 = \text{相同据类型} \times \text{连续内存空间} \times \text{固定长度}$$ - **核心属性**: 1. 索引系统:$\boxed{下标从0开始}$,访问越界触发`ArrayIndexOutOfBoundsException` 2. 长度固定:$\boxed{array.length}$为最终属性(声明后不可变) 3. 堆内存分配数组是$\boxed{对象}$,通过引用访问 --- ### 二、声明与初始化 #### 1. 声明方式对比 | 类型 | 语法示例 | 内存状态 | |---------------|---------------------------|-------------| | 声明未初始化 | `int[] arr;` | 仅创建引用 | | 静态初始化 | `int[] arr = {1,3,5};` | 立即分配内存 | | 动态初始化 | `int[] arr = new int[3];` | 分配默认值 | #### 2. 默认值规则 - 值类型:$\boxed{0}$(int/double等) - 布尔类型:$\boxed{false}$ - 引用类型:$\boxed{null}$ --- ### 三、核心操作 #### 1. 元素访问(时间复杂度$O(1)$) ```java int[] scores = new int[]{90,85,77}; System.out.println(scores[1]); // 输出85 scores[2] = 80; // 修改第三个元素 ``` #### 2. 数组遍历(时间复杂度$O(n)$) ```java // 传统for循环 for(int i=0; i < scores.length; i++){ System.out.println(scores[i]); } // 增强for循环(只读访问) for(int score : scores){ System.out.println(score); } ``` --- ### 四、多数组 #### 1. 二数组本质:$\boxed{数组数组}$ ```java // 静态初始化 int[][] matrix = {{1,2}, {3,4,5}}; // 动态初始化 double[][] data = new double[2][3]; ``` #### 2. 不规则数组 ```java String[][] names = new String[2][]; names[0] = new String[3]; // 第一行3列 names[1] = new String[2]; // 第二行2列 ``` --- ### 五、工具类应用 #### `java.util.Arrays`常用方法 | 方法 | 功能描述 | 示例 | |------------------------|------------------------|--------------------------------| | `sort()` | 数组排序 | `Arrays.sort(arr);` | | `binarySearch()` | 二分查找 | `Arrays.binarySearch(arr,5);` | | `copyOf()` | 数组复制 | `int[] copy = Arrays.copyOf(arr,5);` | | `fill()` | 填充默认值 | `Arrays.fill(arr, 0);` | --- ### 六、典型错误案例 1. **长度混淆**: ```java int[] arr = new int[5]; System.out.println(arr[5]); // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException ``` 2. **空指针异常**: ```java int[][] arr = new int[3][]; System.out.println(arr[0][0]); // 第二未初始化,触发NullPointerException ``` 3. **引用陷阱**: ```java int[] a = {1,2,3}; int[] b = a; // b与a指向同一数组对象 b[0] = 9; // 修改会影响a[0]的值 ``` --- ### 七、最佳实践建议 1. **内存优化**:优先使用基本类型数组而非包装类数组 2. **防御性编程**:关键操作前检查`array != null && index < array.length` 3. **集合替代**:频繁增删据时建议使用`ArrayList` 是否需要通过具体代码案例进一步演示数组操作细节?
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