4、数组array

编程入门行业动态更新时间:2024-10-08 13:28:36

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4、数组array

- 1. 数组概述
- 2. 数组的定义
- - 2.1 静态初始化数组
  - 2.2 动态初始化数组
- 3. 数组的遍历
- 3.1 遍历
- 3.2 技巧
- 4. 案例
- 4.1 求和
- 4.2 求最值
- 4.3 猜数字
- 4.4 随即排名
- 4.5 冒泡排序
- 5. 内存图
- - 5.1 内存分配介绍
- 6. 数组使用的常见问题
- 7. Debug工具使用

1. 数组概述

定义：数组就是存储数据长度固定的容器，存储多个数据的数据类型要一致。
示例

String name1 = "张三"
String name2 = "李四"
…
…
String name9 = "王五"
String name10 = "赵六"
// 代码冗余
//使用数组改善
String[] names  = {"张三","李四",……"王五","赵六“};

2. 数组的定义

2.1 静态初始化数组

定义数组的时候直接给数组赋值
静态初始化数组格式

格式1
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1，元素2，元素3…}；

int[] arr1 = new int[]{12, 24, 36};
double[] arr2 = new double[]{12.1, 13.4, 15.6};
char[] arr3 = new char[]{'a', 'b', 'c'};
String[] arr4 = new String[]{"aa", "bb", "cc"};

格式2
数据类型[] 数组名 = {元素1，元素2，元素3…}；

 int[] arr5 = {12, 24, 36};double[] arr6 = {12.1, 13.4, 15.6};char[] arr7 = {'a', 'b', 'c'};String[] arr8 = {"aa", "bb", "cc"};

基本原理
数组变量名：存储数组在内存中的地址，数组是引用类型
int[] ages = {12, 24, 36}

int[] ages = {12, 24, 36};
System.out.println(ages); //[I@7c30a502

数组的访问

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。
数组的访问：数组名称[索引]
eg：取值ages[2]，赋值ages[2] = 100
数组的长度属性：length
eg：ages.length
数组的最大索引数组名称.length - 1 （注意：元素个数 > 0）
eg：ages.length - 1

 //数组的访问int[] ages = {12, 24, 36};System.out.println(ages); //[I@7c30a502//取值System.out.println(ages[2]);//赋值ages[2] = 100;System.out.println(ages[2]);//数组的长度属性System.out.println(ages.length);//数组的最大索引int index = ages.length - 1; //元素个数>0

注意事项

数据类型[] 数组名 等价于 数据类型数组名[]；
什么类型的数组，存放什么类型的数据；
静态数组一旦定义出来，程序执行的过程中，类型、长度就固定了；

        //注意事项//1 `数据类型[] 数组名` 等价于 `数据类型 数组名[]`；int[] ages = {12, 24, 36};int ages1[] = {12, 24, 36};//2 什么类型的数组，存放什么类型的数据；int[] ages2 = {12, 24, "a"};//报错//3 静态数组一旦定义出来，程序执行的过程中，**类型、长度**就固定了；System.out.println(ages[3]);//报错最大索引：2

2.2 动态初始化数组

动态初始化数组
定义数组时，只确定数组的长度，由系统给出默认初始化值，之后再存入具体数据。
动态初始化数组格式
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度]；
eg：int[] arr = new int[3];
基本原理
数组的元素值为默认值，如下图，默认值为：0

 //初始化int[] arr = new int[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arr[i]);  //系统默认的初始值：0 0 0}//赋值for (int i = 0; i < 3; i++) {arr[i] = i+1;}for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arr[i]);  //赋值后：1 2 3}

静态动态初始化数组区别
- 已经知道存入元素值，静态初始化
- 不知道存入什么元素，动态初始化
动态初始化数组的默认值

//初始化默认值byte[] arrb = new byte[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arrb[i]);  //系统默认的初始值0 0 0}short[] arrs = new short[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arrs[i]);  //系统默认的初始值0 0 0}char[] arrc = new char[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arrc[i]);  //系统默认的初始值0 0 0}int[] arri = new int[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arri[i]);  //系统默认的初始值0 0 0}float[] arrf = new float[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arrf[i]);  //系统默认的初始值0.0 0.0 0.0}double[] arrd = new double[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arrd[i]);  //系统默认的初始值0.0 0.0 0.0}boolean[] arrb1 = new boolean[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arrb1[i]);  //系统默认的初始值false false false}//String引用类型初始化String[] arrs1 = new String[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println(arrs1[i]);  //系统默认的初始值null null null}

3. 数组的遍历

3.1 遍历

一个一个数据的访问，将数组中的每个元素分别获取出来。
遍历也是数组操作中的基石。

int[] ages = {12, 4, 5, 5, 6, 9, 78};
for (int i = 0; i < ages.length; i++) {System.out.println(ages[i]);
}

3.2 技巧

数组遍历快捷键：数组名.fori eg:ages.fori
内部循环体：数组名[i].souf eg:ages[i].souf

4. 案例

4.1 求和

需求：5个人分别有16，26，36，6，100元，请计算共有多少元？

//求钱数
int[] money = {16, 26, 36, 6, 100};
int sum = 0;
for (int i = 0; i < money.length; i++) {sum += money[i];
}
System.out.println(sum);//184

4.2 求最值

需求：求出一组数据的最大值，{15, 9000, 100, 200, 950, -5}

int[] arr1 = {15, 9000, 100, 200, 950, -5};
// 1.定义变量，保存数组0索引上的元素
int max = arr1[0];// 2.遍历数组，获取出数组中的每个元素
for (int i = 1; i < arr1.length; i++) {// 3.将遍历到的元素和保存数组0索引上值的变量进行比较if (max < arr1[i]){// 4.如果数组元素的值大于了变量的值，变量记录住新的值max = arr1[i];}
}
// 5. 数组循环遍历结束，变量保存的就是数组中的最大值 
System.out.println("the max data:" + max); //9000

4.3 猜数字

需求：游戏后台随机生成1- 20之间的5个数(可重复)，然后让大家来猜数字：未猜中提示："未命中” ，并继续猜测；猜中提示： “运气不错，猜中了”，并输出该数据第一次出现的索引位置，最后把数组中的5个数据都输出看以下，然后结束本游戏。

//猜数字Random rd = new Random();Scanner sc = new Scanner(System.in);//1. 动态初始化数组int[] arr =new int[5];//2. 为动态数组赋值for (int i = 0; i < arr.length; i++) {arr[i] = rd.nextInt(20)+1;}System.out.println("猜数字:1~20!");//3. 通过死循环进行猜测OUT:while(true){int num = sc.nextInt();// 4. 遍历数组每个元素进行对比，相同则给出提示for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (num == arr[i]){System.out.println("运气不错，猜中了," + i);break OUT; //结束死循环，使用OUT跳出：for+while}}// 5.遍历数组每个元素进行对比都不符合，没有跳出循环，再次猜测System.out.println("未命中");}// 6. 输出全部数据for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]);}

4.4 随即排名

需求，对数组5个元素，打乱顺序后输出。

 // 1. 初始化静态数组int[] arr = {12, 57, 93, 45, 6};// 2.使用random获取随机索引值Random rd = new Random();int index;  //临时变量-索引int t;  //临时变量（中间变量）for (int i = 0; i < arr.length; i++) {//3. 遍历交换索引index= rd.nextInt(5);t = arr[i];arr[i] = arr[index];arr[index] = t;}//4. 输出for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]); ///57 45 12 93 6

4.5 冒泡排序

数组排序：对数组中的元素，进行升序/降序的操作
数组排序方法：冒泡排序、选择排序、快速排序、插入排序
数组查找方法：二分查找、分块查找、哈希查找
冒泡排序思想：从头开始两两比较，把较大的元素与较小的元素进行交换；每轮把当前最大的一个元素存入到数组当前的末尾。
比较轮数：length-1 每轮两两比较次数：length - 1 - i

// 1. 定义一个数组int[] arr = {15, 78, 46, 23, 31, 36, 51};// 2. 定义一个循环控制比较轮数for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {// i == 1, 比较 3 次 == 4-1// i == 2, 比较 2 次 == 4-2// i == 3, 比较 1 次 == 4-3// 3. 每轮比较次数for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j+1]){int temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]); //23 31 36 46 51 78}

5. 内存图

5.1 内存分配介绍

栈堆方法区本地方法栈寄存器
内存分配示例

int a = 12;
System.out.println(a); //12int[] arr = {11, 22, 33};
System.out.println(arr); //[I@4c873330arr[0] = 44;
arr[1] = 44;
arr[2] = 66;
System.out.println(arr[0]); //44
System.out.println(arr[1]); //55 
System.out.println(arr[2]); //66

两个变量指向同一个数组

// 两个变量指向同一个数组
int[] arr1 = {11, 22, 33};
int[] arr2 = arr1;  //arr1（数组arr1指向的地址）  赋值给  arr2（数组arr2指向的地址）System.out.println(arr1); //[I@7c30a502
System.out.println(arr2); //[I@7c30a502arr1[0] = 44;
arr2[1] = 77;
System.out.println(arr1[0]); //44
System.out.println(arr1[1]); //77
System.out.println(arr1[2]); //22
System.out.println(arr2[0]); //44
System.out.println(arr2[1]); //77
System.out.println(arr2[2]); //22

6. 数组使用的常见问题

索引越界异常
· 如果访问的元素位置超过最大索引length-1，执行时会出现ArrayIndexOutOfBoundsException
· 解决：修改为正确的索引范围

        int[] a = {1, 2, 3};System.out.println(a[3]);//Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 3 out of bounds for length 3 at stu.javase.day4.ErrorDemo.main(ErrorDemo.java:6)

空指针异常
· 如果数组变量没有保存数组的内存地址，而是null，就不能再操作数组了。在访问数组信息时会抛出 NullPointerException，
· 解决：给数组变量一个真正的堆内存空间引用

int[] arr = new int[3];
//把null赋值给数组
arr = null;
System.out.println(arr[0]);
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at stu.javase.day4.ErrorDemo.main(ErrorDemo.java:13)