JAVA基础-数组_数组在计算机中的执行原理-优快云博客

1.数组的定义与访问

1.1数组的静态初始化

1.2数组的元素访问

1.3 数组的遍历

1.5 数组的动态初始化

2.数组在计算机中的执行原理

2.1数组的执行原理，Java程序的执行原理

2.2多个变量指向同一个数组的问题

1.数组的定义与访问

数组有两种初始化的方式，一种是静态初始化、一种是动态初始化。我们先用静态初始化来学习数组的操作。

1.1数组的静态初始化

所谓静态初始化指的是：在定义数组时直接给数组中的数据赋值。

数据类型[] 变量名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3};

举例：

//定义数组，用来存储多个年龄
int[] ages = new int[]{12, 24, 36}
//定义数组，用来存储多个成绩
double[] scores = new double[]{89.9, 99.5, 59.5, 88.0};

//简化
//定义数组，用来存储多个年龄
int[] ages = {12, 24, 36}
//定义数组，用来存储多个成绩
double[] scores = {89.9, 99.5, 59.5, 88.0};

定义数组时， 数据类型[] 数组名 也可写成 数据类型数组名[]

//以下两种写法是等价的。但是建议大家用第一种，因为这种写法更加普遍
int[] ages = {12, 24, 36};
int ages[] = {12, 24, 36}

数组在计算机中的基本原理

1.2数组的元素访问

数组中的每一个元素都有一个编号与之对应，我们把这个编号叫做索引，这个索引是从0依次递增的整数。如下图所示

1.3 数组的遍历

int[] ages = {12, 24, 36};
for (int i = 0; i < ages.length; i++) {
    // i的取值 = 0,1,2
    System.out.println(ages[i]); 
}

快捷键：arr.fori

1.5 数组的动态初始化

一开始不确定数组的具体值时就用动态数组

动态初始化不需要我们写出具体的元素，而是指定元素类型和长度就行。格式如下

//数据类型[]  数组名 = new 数据类型[长度];
int[] arr = new int[3];

不可以与静态数组定义格式混用

2.数组在计算机中的执行原理

2.1数组的执行原理，Java程序的执行原理

public class ArrayDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        System.out.println(a);

        int[] arr = new int[]{11, 22, 33};
        System.out.println(arr);

        System.out.println(arr[1]);

        arr[0] = 44;
        arr[1] = 55;
        arr[2] = 66;

        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

程序是在内存中执行的。实际上Java程序是把编译后的字节码加载到Java虚拟机中执行的。

Java为了便于虚拟机执行Java程序，将虚拟机的内存划分为方法区、栈、堆、本地方法栈、寄存器这5块区域。需要重点关注的是 方法区、栈、堆。

下面把每一个块内存区域作用介绍一下，我们大致只需要知道每一部分存储什么内容就行。

方法区：字节码文件先加载到这里
栈：方法运行时所进入的内存区域，由于变量在方法中，所以变量也在这一块区域中
堆：存储new出来的东西，并分配地址。由于数组是new 出来的，所以数组也在这块区域。

下面是上面案例执行的内存原理如下图所示，按照① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 的标记的顺序来看

总结一下int a = 10与 int[] arr = new int[]{11,22,33}的区别

a是一个变量，在栈内存中，a变量中存储的数据就是10这个值。
arr也是一个变量，在栈中，存储的是数组对象在堆内存中的地址值。

// 这里的int a是一个基本类型变量，存储的是一个数值
int a = 10 ; 
//这里的int[] arr是一个引用类型的变量，存储的是一个地址值
int[] arr = new int[]{44,55,66};

2.2多个变量指向同一个数组的问题

我们知道数组类型的变量，指向的是堆内存中数组对象的地址。但是在实际开发中可能存在一种特殊情况，就是多个变量指向同一个数组对象的形式。

public class ArrayDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：认识多个变量指向同一个数组对象的形式，并掌握其注意事项。
        int[] arr1 = {11, 22, 33};

        // 把int类型的数组变量arr1赋值给int类型的数组变量arr2
        int[] arr2 = arr1;

        System.out.println(arr1);
        System.out.println(arr2);

        arr2[1] = 99;
        System.out.println(arr1[1]);

        arr2 = null; // 拿到的数组变量中存储的值是null
        System.out.println(arr2);

        //System.out.println(arr2[0]);
        //System.out.println(arr2.length);
    }
}

刚执行完int[] arr1 = {11,22,33};时，内存原理如下

当执行完int[] arr2 = arr1;后，内存原理如下

当执行到arr2[1]=99;时，内存原理如下

总结一下：

两个变量指向同一个数组时，两个变量记录的是同一个地址值。
当一个变量修改数组中的元素时，另一个变量去访问数组中的元素，元素已经被修改过了。

3.数组拷贝

想要实现的效果就是：给定一个数组，然后经过我们编写的程序，得到一个和原数组一模一样的数组。

1.首先，考虑方法是否需要接收数据处理？
   该方法的目的是拷贝数组，拷贝哪一个数组呢？需要调用者传递
   所以，参数应该是一个数组

2.接着，考虑方法是否需要有返回值？
   该方法最终想要得到一个新数组
   所以，返回值是拷贝得到的新数组

3.最后，考虑方法内部的业务逻辑？
   1)创建一个新的数组，新数组的长度和元素数组一样
   2)遍历原数组，将原数组中的元素赋值给新数组
   3)最终将新数组返回

public class Test5 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：掌握数组拷贝。
        int[] arr = {11, 22, 33};
        int[] arr2 = copy(arr);
        printArray(arr2);

        // 注意：这个不是拷贝数组，叫把数组变量赋值给另一个数组变量。
        //        int[] arr3 = arr;
        //        arr3[1] = 666;
        //        System.out.println(arr[1]);

        arr2[1] = 666;
        System.out.println(arr[1]);
    }

    public static int[] copy(int[] arr){
        // arr = [11, 22, 33]
        //        0    1   2

        // 1、创建一个长度一样的整型数组出来。
        int[] arr2 = new int[arr.length];
        // arr2 = [0, 0, 0]
        //         0  1  2

        // 2、把原数组的元素值对应位置赋值给新数组。
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            // i = 0 1 2
            arr2[i] = arr[i];
        }

        return arr2;
    }

    public static void printArray(int[] arr){
        System.out.print("[");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(i==arr.length-1 ? arr[i] : arr[i] + ", ");
        }
        System.out.println("]");
    }
}