Java入门系列-10-数组

本文详细介绍了数组的基本概念,包括数组的声明、分配空间、赋值及数据处理过程。通过实例演示了数组的初始化、遍历、排序、复制及默认值的特性,适合初学者快速掌握数组的使用。

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这篇文章为你搞懂2个问题
1.什么是数组,数组是干嘛用的?
2.数组如何使用?

考试结束后,老师给二狗安排了一项任务,统计班里40名同学的平均分。按照我们之前的做法,我们可以定义40个变量然后再相加除以40求出平均分,但是这样太繁琐了,有没有更好的办法呢?那就是使用 数组。

数组

数组其实也是一个变量,顾名思义存储了一组相同类型的数据,声明一个数组就是在内存空间中分配出一连串的空间。

元素1元素2元素3……

使用数组需要四个步骤:

1.声明数组 int[] a;

2.分配空间 a=new int[5];

3.赋值 a[0]=8;

4.处理数据 a[0]=a[0]*10;

数组中的元素通过下标进行访问,下标从0开始
数组长度是在分配完空间后是固定不变的
数组中所有的元素必须是相同的数据类型

1.声明数组:告诉计算机数据类型是什么

语法:

数据类型 数组名[];
数据类型[] 数组名;

敲一敲:

public class DemoArray {
	public static void main(String[] args) {
		int[] score;//成绩
		String[] name;//名字
	}
}
2.分配空间:告诉计算机分配几个连续的空间

语法:

数组名=new 数据类型[大小];
或者 声明数组同时并分配空间:
数据类型[] 数组名=new 数据类型[大小];

敲一敲:

public class DemoArray {
	public static void main(String[] args) {
		int[] score;//成绩
		String[] name;//名字
		score=new int[40];
		name=new String[40];
		//声明变量同时并分配空间
		int[] age=new int[40];
	}
}
3.赋值:向分配的空间中放数据

敲一敲:

public class DemoArray {
	public static void main(String[] args) {
		int[] score;//成绩
		String[] name;//名字
		score=new int[40];
		name=new String[40];
		//声明变量同时并分配空间
		int[] age=new int[40];
		name[0]="张三";//向数组中第一个元素存放数据
		name[1]="李四";//向数组中第一个元素存放数据
	}
}

但是这样一个一个去赋值太麻烦了

敲一敲:1.声明数组的同时赋值

public class DemoArray1 {
	public static void main(String[] args) {
		int[] score= {67,55,93};//自动确定长度为3
		String[] name=new String[] {"张三","李四","王五"};
	}
}

敲一敲:2.使用循环从控制台获取信息并赋值

import java.util.Scanner;

public class DemoArray2 {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		int[] score=new int[40];
		for (int i = 0; i < score.length; i++) {
			score[i]=input.nextInt();
		}
	}
}

length 是数组的属性,用于获取数组的长度

4.处理数据

敲一敲:遍历数组

public class DemoEachArray {

	public static void main(String[] args) {
		String[] name= {"香蕉","菠萝","西瓜"};
		for (int i = 0; i < name.length; i++) {
			String temp=name[i];
			System.out.println(i+" "+temp);
		}
	}
}

可以打印数组,也可重新赋值等操作

工具类Arrays

Arrays类包含操作数组的各种方法,使用这个类需要
加入一行代码
import java.util.Arrays; 引入后使用。

方法名说明
sort()对指定的数组按数字升序进行排序。
toString()返回指定数组内容的字符串表示形式。
copyOf()复制指定的数组到一个新数组,并指定新数组的长度

敲一敲:sort的使用

import java.util.Arrays;

public class DemoArraysSort {
	public static void main(String[] args) {
		int[] ages= {33,18,37,55,3};
		Arrays.sort(ages);
		for(int i=0;i<ages.length;i++) {
			System.out.println(i+" "+ages[i]);
		}
	}
}

敲一敲:toString的使用

import java.util.Arrays;

public class DemoArraysToString {
	public static void main(String[] args) {
		String[] name= {"张三","李四","王五","赵六"};
		String result=Arrays.toString(name);
		System.out.println(result);
		double[] money= {55.4,34,66,23.3};
		System.out.println(Arrays.toString(money));
	}
}

敲一敲:copyOf的使用

import java.util.Arrays;

public class DemoArraysCopyOf {
	public static void main(String[] args) {
		int[] ages= {33,18,37,55,3};
		int[] newArray1=Arrays.copyOf(ages, 3);
		System.out.println("新数组:"+Arrays.toString(newArray1));
		int[] newArray2=Arrays.copyOf(ages,8);
		System.out.println("新数组:"+Arrays.toString(newArray2));
	}
}

使用 copyOf() 时,如果指定的副本数组的长度小于源数组的长度,后面的元素都将被截断。如果指定的副本数组的长度大于源数组的长度,多出的元素都将使用默认值。

数组元素默认值

如果一个数组已经指定了长度,但是没有给元素赋值,那么没有赋值的元素都会有默认值

类型默认值
Stringnull
int0
double0.0
booleanfalse
Objectnull

敲一敲:体验各种类型的默认值

import java.util.Arrays;

public class DemoDefaultValue {
	public static void main(String[] args) {
		String[] name=new String[10];
		System.out.println("字符串:"+Arrays.toString(name));
		int[] age=new int[10];
		System.out.println("整数:"+Arrays.toString(age));
		double[] money=new double[10];
		System.out.println("小数:"+Arrays.toString(money));
		Object[] obj=new Object[10];
		System.out.println("对象:"+Arrays.toString(obj));
		boolean[] results=new boolean[10];
		System.out.println("布尔值:"+Arrays.toString(results));
		char[] chrs=new char[10];
		System.out.println("字符:"+Arrays.toString(chrs));
		System.out.println((int)chrs[0]);//字符对应的整数
	}
}

试一试:

1.从控制台中输入5个人的年龄,存入数组中,求出最小的年龄

2.将一组乱序的字符排序后,进行升序和逆序输出

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<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的基础知识,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,比如行内数学公式用$...$,独立公式用$$...$$,同时用中文回答。 首先,数组Java中的基本数据结构,必须涵盖定义、声明、初始化、访问元素、遍历、多维数组、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:数据类型[] 数组名 或者 数据类型 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。多维数组部分,特别是二维数组,需要说明如何声明和初始化,并给出例子,比如二维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数学公式,比如在解释数组长度时,可能用$length = n$,或者在多维数组中的表示,比如二维数组可以看作矩阵,用$array[i][j]$表示元素。不过根据之前的回答例子,可能不需要太多数学公式,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 $$数组 = \text{相同数据类型} \times \text{连续内存空间} \times \text{固定长度}$$ - **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 - 数值类型:$\boxed{0}$(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、多维数组 #### 1. 二维数组本质:$\boxed{数组数组}$ ```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]); // 第二维未初始化,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**:频繁增删数据时建议使用`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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