java-数组的进阶

1.数组的进阶


1.1数组的内存图解


动态初始化
静态初始化
在这里插入图片描述

1.2定义一个方法,实现对整形数组的排序


返回值类型:void
参数列表:int[] arr

//冒泡排序
class ArrayTool {
	// 定一个方法,对int类型的数组进行排序
	public void sort(int[] arr) {
	// 把一个数组进行排序
		for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
			for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
				if (arr[j] > arr[j + 1]) {
					int temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j + 1];
					arr[j + 1] = temp;
				}
			}
		}
	}
	
	public void add(int i) {
		System.out.println(i);
	}
}

public class ArrayDemo02 {
	public static void main(String[] args) {
		// 定义一个数组
		int[] arr = { 24, 69, 80, 57, 13 };
		ArrayTool arrayTool = new ArrayTool();
		int m = 1;
		arrayTool.add(m);// m=1
		arrayTool.sort(arr);
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i] + " ");
		}
	}
}

1.3引用类型作为方法的参数


class ArryTest{
	public void add(int a) {
		a=3;
	}
	//副班长复制一分凭证
	public void arry(int[] arr) {
		//int[] arr=0x0001 arr[0]=3;
		//副班长偷偷去打开柜子,把第一个部手机换成模型
	}
}
public class ArrayDemo03 {
	public static void main(String[] args) {
		ArryTest arryTest=new ArryTest();
		int a=6;
		arryTest.add(a);
		System.out.println(a);//6
		//班长去超市柜子存东西 凭证0x0001
		int[] arr= {1,2,3}; //班长把凭证给了副班长
		arryTest.arry(arr);//0x0001
		//班长去取东西,班长拿到了一个模型
		System.out.println(arr[0]);//3
	}
}

在这里插入图片描述

class ArryTest{
	public void add(int a) {
		a=3;
	}
	//副班长复制一分凭证
	public void arry(int[] arr) {
	//int[] arr=0x0001 arr[0]=3;
	//副班长偷偷去打开柜子,把第一个部手机换成模型
	}
}
public class ArrayDemo03 {
	public static void main(String[] args) {
		ArryTest arryTest=new ArryTest();
		int a=6;
		arryTest.add(a);
		System.out.println(a);//6
		//班长去超市柜子存东西 凭证0x0001
		int[] arr= {1,2,3};
		//班长把凭证给了副班长
		arryTest.arry(arr);//0x0001
		//班长去取东西,班长拿到了一个模型
		System.out.println(arr[0]);//3
	}
}
<think>嗯,用户想了解Java入门中的数组进阶内容。首先,我得确定用户已经掌握了数组的基础,比如声明、初始化和访问元素。接下来需要介绍数组进阶知识点。 多维数组是必须的,特别是二维数组,这在处理表格或矩阵时很常见。要说明如何声明和初始化,以及如何嵌套循环来遍历。例如,二维数组的静态和动态初始化方式。 然后,数组的常用方法,比如System.arraycopy和Arrays类的方法。这些工具类能简化操作,比如排序、填充和二分查找。需要提到Arrays.toString方便输出数组内容,避免手动拼接字符串。 内存管理部分也很重要,解释数组在内存中的存储方式,栈和堆的区别,以及引用类型的特性。这样用户能理解数组变量和实际对象的关系,避免浅拷贝的问题。 接下来是常见应用场景,比如算法中的最值查找、反转数组和基本排序算法。这部分需要给出示例代码,帮助用户理解如何应用数组解决实际问题。 异常处理也不能少,比如ArrayIndexOutOfBoundsException和NullPointerException,说明原因和解决方法,强调检查索引和初始化的重要性。 最后,可以提到数组的局限性,比如长度固定,引出集合框架作为后续学习内容。同时,对比数组和其他数据结构,帮助用户根据需求选择合适工具。 在整理结构时,要确保每个部分都有清晰的示例代码,并且用$$包裹独立公式,比如遍历二维数组的循环结构。注意用中文解释每个概念,避免术语混淆。检查LaTeX语法是否正确,比如矩阵的表示是否正确使用双美元符号。 可能用户需要实际应用的例子,所以每个知识点都要有代码片段,并说明应用场景。同时,提醒内存管理和异常处理,这些是初学者容易出错的地方。确保回答逻辑连贯,从基础到进阶逐步展开,帮助用户建立完整的数组知识体系。</think>我来为您梳理Java数组进阶知识体系,通过关键知识点和示例代码帮助您系统掌握: $$ 二维数组内存模型(示例) $$ $$ \begin{matrix} arr[0][0] & arr[0][1] & arr[0][2] \\ arr[1][0] & arr[1][1] & arr[1][2] \\ \end{matrix} $$ 一、多维数组操作 1. 声明与初始化 ```java // 静态初始化 int[][] matrix = {{1,2}, {3,4}, {5,6}}; // 动态初始化 double[][][] cube = new double[3][4][5]; ``` 2. 遍历技巧(时间复杂度:$O(n^m)$) ```java for(int i=0; i<matrix.length; i++) { for(int j=0; j<matrix[i].length; j++) { System.out.print(matrix[i][j] + " "); } System.out.println(); } ``` 二、数组工具类 1. Arrays类核心方法 ```java int[] nums = {5,3,9,1}; Arrays.sort(nums); // 排序 → [1,3,5,9] int index = Arrays.binarySearch(nums, 5); // 二分查找 → 2 int[] copy = Arrays.copyOfRange(nums, 1, 3); // [3,5] ``` 2. 数组比较与填充 ```java Arrays.fill(nums, 0); // 全部填充0 boolean isEqual = Arrays.equals(arr1, arr2); ``` 三、内存管理机制 $$ 数组存储结构 $$ ``` 栈内存 堆内存 arr → [ ][ ][ ][ ] ``` - 引用传递示例 ```java int[] a = {1,2}; int[] b = a; // 浅拷贝 b[0] = 9; // a[0]也变为9 ``` 四、典型应用场景 1. 极值查找(时间复杂度:$O(n)$) ```java int max = Integer.MIN_VALUE; for(int num : array) { if(num > max) max = num; } ``` 2. 数组反转算法 ```java public static void reverse(int[] arr) { for(int i=0; i<arr.length/2; i++) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[arr.length-1-i]; arr[arr.length-1-i] = temp; } } ``` 五、异常处理要点 1. 常见异常类型 ```java try { int[] arr = null; System.out.println(arr[5]); // NullPointerException } catch(Exception e) { System.out.println("错误:" + e.getMessage()); } ``` 六、优化与扩展 1. 性能对比 - 连续内存访问 vs 随机访问 - 缓存命中率优化 2. 与集合类的对比 $$ \begin{array}{|c|c|c|} \hline 特性 & 数组 & ArrayList \\ \hline 长度 & 固定 & 动态 \\ \hline 类型 & 基本/对象 & 对象 \\ \hline 性能 & 高 & 略低 \\ \hline \end{array} $$ 进阶建议: 1. 结合算法学习:排序、查找、动态规划等 2. 尝试实现自定义的ArrayList 3. 学习NIO中的ByteBuffer 4. 探索数组在图形处理(如图像像素存储)中的应用 通过以上知识点的系统学习和实践,您将能够: 1. 熟练操作多维数组 2. 合理选择数组工具方法 3. 避免常见内存问题 4. 实现复杂数组算法 5. 为后续学习集合框架打下坚实基础 建议练习项目: - 矩阵乘法计算器 - 井字棋游戏逻辑 - 学生成绩统计系统 - 图像灰度处理程序
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