Day05_数组

Day05-数组

学习目标

• 理解数组的概念
• 掌握数组的声明和初始化
• 使用索引访问数组的元素
• 了解数组的内存图解
• 避免空指针和越界异常
• 掌握数组的遍历
• 掌握数组元素的统计
• 掌握数组最大值的获取
• 掌握数组元素的查找
• 掌握数组的冒泡排序

1为什么需要数组

我们之前使用变量存储数据.如果需要存储100个成绩,那么需要声明100个变量才可以.这样做麻烦且重复.
我们可以使用一种全新的方式 double[] scores = new double[100]; scores 就可以存储100个成绩了.
那么这种结构是什么呢?
   数组

2数组的概述

1. 数组的概念：

   • 数组:存储相同类型数据的有序集合
   • 数组就是一个数据容器。

2. 相关概念：

   • 数组名
   • 下标（或脚标、索引）(index)
   • 元素(element)
   • 数组的长度(length)

   

3. 数组的特点：

   • 数组的长度一旦确定就不能修改（重要）
   • 存储的元素为相同的数据类型，可以是基本数据类型或引用数据类型
   • 有索引，创建数组时会在内存中开辟一整块连续的空间。
   • 存取元素的速度快，因为可以通过[下标]，直接定位到任意一个元素。

3 数组的声明与初始化

数组在使用之前需要先进行声明并初始化

3.1 数组的声明

数组的声明，即声明一个数组类型的变量。

//推荐
元素的数据类型[] 数组的名称;
int[] age;
//不推荐
元素的数据类型  数组名[];
int age[];

3.2 数组的初始化

数组使用之前需要先初始化，什么是数组初始化？就是给数组分配内存空间，并给元素赋值。

数组有两种初始化方式：

1. 方式一：静态初始化

   定义数组的同时为数组分配内存空间，并赋值。程序员只给定数组元素的初始值，不指定数组长度，由系统决定数组的长度

   • 格式：

   数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
   或
   数据类型[] 数组名;
   数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
   
   简化方式：
   数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};//必须在一个语句中完成，不能分开两个语句写
   

   • 举例：

     定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。

     int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确
     
     int[] arr;
     arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确
     
     int[] arr = new int[5]{1,2,3,4,5};//错误的，后面有{}指定元素列表，就不需要在[长度]指定长度。
     
     //简化方式：
     int[] arr = {1,2,3,4,5};//正确
     
     int[] arr;
     arr = {1,2,3,4,5};//错误
     

2. 方式二：动态初始化

   程序员只给定数组的长度，后期再给给元素赋值（实际系统会先给出元素的默认值）

   • 格式：

    数据类型[] 数组名字 = new 数据类型[长度];
   
     或
   
    数据类型[] 数组名字;
    数组名字 = new 数据类型[长度];
   

   • 格式详解：

     • 数据类型： 指定创建的数组容器可以存储什么数据类型的数据。
     • [] : 表示数组。
     • 数组名字：为定义的数组起个变量名，满足标识符规范，可以使用名字操作数组。
     • new：关键字，理解为开辟内存空间。因为数组本身是引用数据类型，所以要用new创建数组对象。
     • [长度]：数组的长度，表示数组容器中可以存储多少个元素。
       • 注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。
       • 和水杯道理相同，买了一个2升的水杯，总容量就是2升，不能多也不能少。

   • 举例：

     定义可以存储5个整数的数组容器，代码如下：

     int[] arr = new int[5];
     
     int[] arr;
     arr = new int[5];
     

4 数组元素的访问

• 索引： 每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。

• 索引范围：[0, 数组的长度-1]

• 格式：

  数组名[索引]
  

• 访问数组元素：

  • 数组名[索引]，表示指定索引位置的元素

  • 数组名[索引]=值，表示为数组中指定索引位置的元素赋值

    public static void main(String[] args) {
        //定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        //为0索引元素赋值为6
        arr[0] = 6;
        //获取数组0索引上的元素
        int i = arr[0];
        System.out.println(i);
        //直接输出数组0索引元素
        System.out.println(arr[0]);
    }
    

5 数组的遍历

• 数组遍历： 就是将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。

• 数组的长度属性： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为：数组名.length ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为数组名.length-1。

  4.4.1普通遍历

  public static void main(String[] args) {
      int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};
      //打印输出数组的长度
      System.out.println("数组长度："+arr.length);//5
      //数组遍历（正序）：
      System.out.println("数组遍历：");
      for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
          System.out.println(arr[i]);
      }
      //数组遍历（逆序）：
      System.out.println("数组逆序遍历：");
      for (int i = arr.length-1; i >=0 ; i--) {
          System.out.println(arr[i]);
      }
  }
  

  4.4.2增强for遍历

  /*
  for(数组元素类型 变量名: 数组名){
     变量名:数组中的每一个元素
  }
  */
  String [] sArr = {"嬴政","孙膑","奕星","悟空","吕布"};
  
  for(String ele:sArr){
    System.out.println("ele = " + ele);
  }
  

6 数组元素的默认值

当我们使用动态初始化创建数组时：

数据类型[] 数组名字 = new 数据类型[长度];

此时只确定了数组的长度，那么数组的元素是什么值呢？

数组的元素有默认值：

7 数组内存图

7.1 内存概述

内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。

Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。

7.2 Java虚拟机的内存划分

为了提高运算效率，就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。

区域名称	作用
堆内存	存储对象（包括数组对象），new来创建的，都存储在堆内存。
虚拟机栈	用于存储正在执行的每个Java方法的局部变量表等。 局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型、对象引用，方法执行完，自动释放。

7.3 数组内存图分析

（1）一个数组内存图

public static void main(String[] args) {
  	int[] arr = new int[3];
  	System.out.println(arr);//[I@5f150435
}

（2）两个数组内存图

public class JVMMemory1 {
    public static void main(String[] args) {

        String[] sArr = {"张三", "李四", "王五"};

        String[] sArr1 = {"安琪拉", "米莱迪", "妲己"};

        System.out.println("sArr1[0] = " + sArr1[0]);//安琪拉
        System.out.println("sArr[0] = " + sArr[0]);//张三

        sArr = sArr1;
        sArr1[0] = "吕布";

        System.out.println("sArr1[0] = " + sArr1[0]);//吕布
        System.out.println("sArr[0] = " + sArr[0]);//吕布  安琪拉  张三
    }
}