03_数组

数组的概述

• 数组（Array），是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。

• 数组本身是引用数据类型，而数组中的元素可以是任何数据类型，包括 基本数据类型和引用数据类型。

• 创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间，而数组名中引用的是这块连续空间的首地址。

• 数组的长度一旦确定，就不能修改。

• 我们可以直接通过下标(或索引)的方式调用指定位置的元素，速度很快。

• 数组的分类：

  • 按照维度：一维数组、二维数组、三维数组、…

  • 按照元素的数据类型分：基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组(即对象数组)

一维数组的使用

• 声明int[] a; int a[]

• 初始化方式：静态初始化、动态初始化。

  • 静态初始化：在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。

  • 动态初始化：数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行

• 一维数组的默认初始化值

数组元素类型	元素默认初始值
byte	0
short	0
int	0
long	0L
float	0.0F
double	0.0
char	0 或写为:’\u0000’(表现为空)
boolean	false
引用类型	null

• 内存解析

public class ArrayTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		//1. 一维数组的声明和初始化
		int num;//声明
		num = 10;//初始化
		int id = 1001;//声明 + 初始化
		
		int[] ids;//声明
		//1.1 静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
		ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};
		//1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
		String[] names = new String[5];
		
		//错误的写法：
//		int[] arr1 = new int[];
//		int[5] arr2 = new int[5];
//		int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};
		
		//也是正确的写法：
		int[] arr4 = {1,2,3,4,5};//类型推断
		
		//总结：数组一旦初始化完成，其长度就确定了。
		
		//2.如何调用数组的指定位置的元素:通过角标的方式调用。
		//数组的角标（或索引）从0开始的，到数组的长度-1结束。
		names[0] = "王铭";
		names[1] = "王赫";
		names[2] = "张学良";
		names[3] = "孙居龙";
		names[4] = "王宏志";//charAt(0)
//		names[5] = "周扬";
		
		//3.如何获取数组的长度。
		//属性:length
		System.out.println(names.length);//5
		System.out.println(ids.length);
		
		//4.如何遍历数组
		/*System.out.println(names[0]);
		System.out.println(names[1]);
		System.out.println(names[2]);
		System.out.println(names[3]);
		System.out.println(names[4]);*/
		
		for(int i = 0;i < names.length;i++){
			System.out.println(names[i]);
		}
		
		
	}

}

多维数组的使用

• 对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组 array1又作为另一个一维数组array2的元素而存 在。其实，从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组，而是一维数组的元素又是一维数组。

• 二维数组[][]：数组中的数组

  • 格式1（动态初始化）：int[][] arr = new int[3][2];
  • 格式2（动态初始化）：int[][] arr = new int[3][] (每个一维数组都是默认初始化值null)
  • 格式3（静态初始化）：int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};

• 注意特殊写法情况：int[] x,y[]; x是一维数组，y是二维数组。

• 内存解析

public class ArrayTest2 {
	public static void main(String[] args) {
		//1.二维数组的声明和初始化
		int[] arr = new int[]{1,2,3};//一维数组
		//静态初始化
		int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
		//动态初始化1
		String[][] arr2 = new String[3][2];
		//动态初始化2
		String[][] arr3 = new String[3][];
		//错误的情况 
//		String[][] arr4 = new String[][4];
//		String[4][3] arr5 = new String[][];
//		int[][] arr6 = new int[4][3]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
		
		//也是正确的写法：
		int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}};
		int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};
		
		//2.如何调用数组的指定位置的元素
		System.out.println(arr1[0][1]);//2
		System.out.println(arr2[1][1]);//null
		
		arr3[1] = new String[4];
		System.out.println(arr3[1][0]);
		
		//3.获取数组的长度
		System.out.println(arr4.length);//3
		System.out.println(arr4[0].length);//3
		System.out.println(arr4[1].length);//4
		
		//4.如何遍历二维数组
		for(int i = 0;i < arr4.length;i++){
			
			for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){
				System.out.print(arr4[i][j] + "  ");
			}
			System.out.println();
		}
		
	}
}

数组中涉及到的常见算法

数据结构：数据结构是一个通俗的知识，它区别于具体的语言。通常数据结构是使用c语言实现的，还有java、python、scala、go语言的。数据结构研究的是数据在底层该怎么存。java有array、list、map。python 有 list、tuple、map等等。数据结构是讲数据在计算机中怎么存储的技术，我们可以通过不同的语言实现这个技术。

数据结构：

1. 数据与数据之间的逻辑关系：集合、一对一、一对多、多对多

2. 数据的存储结构：
   线性表：顺序表（比如：数组）、链表、栈、队列I
   树形结构：二叉树
   图形结构：

3. 算法：排序算法、搜索算法

4. 数据结构+算法=程序。数据结构配合算法可以实现很好的效率

1. 数组元素的赋值(杨辉三角、回形数等)

2. 求数值型数组中元素的最大值、最小值、平均数、总和等

3. 数组的复制、反转、查找(线性查找、二分法查找)

4. 数组元素的排序算法

Arrays工具类的使用

java.util.Arrays类即为操作数组的工具类，包含了用来操作数组（比 如排序和搜索）的各种方法。

1	boolean equals(int[] a,int[] b)	判断两个数组是否相等。
2	String toString(int[] a)	输出数组信息。
3	void fill(int[] a,int val)	将指定值填充到数组之中。
4	void sort(int[] a)	对数组进行排序。
5	int binarySearch(int[] a,int key)	对排序后的数组进行二分法检索指定的值。

数组使用中的常见异常

• 数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)

int[] arr = new int[2]; 
System.out.println(arr[2]); 
System.out.println(arr[-1]); // 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。