day04_数组

数组

学习目标：

1. 1. jvm内存图入门
2. 2. 一维数组的使用
3. 3. 二维数组的使用
4. 4. 数组的内存结构
5. 5. 数组中常见算法
6. 6. 数组中常见的异常

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一、JVM内存图入门

java程序运行在jvm上，jvm内存主要分为五块，结构如下：
每块内存负责的职责如下：

• Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame），栈帧中存储着局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，会对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的。
  

局部变量和引用地址都是在栈内存中。

• 堆：此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。
  
• 方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。方法区存放的数据只有一份
  
• 本地方法栈（Native Method Stack）：与Java虚拟机栈作用很相似，它们的区别在于虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（即字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。例如调用本地c/c++的方法。
  
• 程序计数器：程序计数器是记录当前线程所执行的指令行数。
  

二、数组的概述

2.1 为什么需要数组

为什么要有数组？在开发中，我们常常需要存取很多相同类型的数据，用变量的方式需要定义很多变量，不方便管理。所以引入数组的概念，一次存取多个相同类型的数据。数组有两个一定，一个类型一定，一个是大小一定。
2.2 数组的基本概念

数组中存在着一些重要的概念，如下所示：

• 数组名：数组的名称，数组内存的首地址
  
• 下标名（索引）：数组元素的序号索引，从0开始
  
• 元素：数组中存放的内容
  
• 长度 ：数组的长度
  

三、一维数组的使用

3.1 数组的定义

一维数组的定义语法如下：
示例：

1. /**
2. * 数组定义
3. */
4. public class ArrayDemo1 {
5. public static void main(String[] args) {
6. //定义数组
7. int[] arr1;
8. String [] arr2;
9. }
10. }

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3.2 数组的初始化

数组动态初始化语法：
示例：

1. /**
2. * 数组定义,以及动态初始化
3. */
4. public class ArrayDemo1 {
5. public static void main(String[] args) {
6. //定义数组
7. int[] arr1;
8. //数组动态初始化
9. arr1 = new int[4];
10. arr1[0] = 10;
11. arr1[1] = 20;
12. arr1[2] = 30;
13. arr1[3] = 40;
14. //取值
15. System.out.println(arr1[0]);
16. System.out.println(arr1[1]);
17. System.out.println(arr1[2]);
18. System.out.println(arr1[3]);
19. }
20. }

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数组静态初始化语法：
示例：

1. /*
2. 数组的定义与静态初始化
3. */
4. public class ArrayDemo2 {
5. public static void main(String[] args) {
6. //数组的声明
7. // String[] arr = new String[]{"乔峰","段誉","杨过"};
8. //简写
9. String[] arr = {"乔峰","段誉","杨过"};
10. //取值
11. System.out.println(arr[0]);
12. System.out.println(arr[1]);
13. System.out.println(arr[2]);
14. }
15. }

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3.3 数组元素的引用

引用数组元素内容需要注意以下几点：

• 定义并用运算符new为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素；
  
• 数组元素的引用方式：数组名[数组元素下标]
  
• 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b , c[6*i];
  
• 数组元素下标从0开始；长度为n的数组合法下标取值范围: 0 —>n-1；如int a[]=new int[3]; 可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]
  
• 每个数组都有一个属性length指明它的长度，例如：a.length 指明数组a的长 度(元素个数) 。数组一旦初始化，其长度是不可变的
  

示例1：数组元素的引用

1. /**
2. * 数组元素的引用
3. */
4. public class ArrayDemo3 {
5. public static void main(String[] args) {
6. //数组的定义
7. int[] arr = {1,3,5,7,9};
8. //查看数组的长度
9. System.out.println(arr.length);
10. // 查看数组内容
11. System.out.println(arr[0]);
12. System.out.println(arr[1]);
13. System.out.println(arr[2]);
14. System.out.println(arr[3]);
15. System.out.println(arr[4]);
16. // 数组下标超过最大下标会越界,报异常ArrayIndexOutOfBoundsException
17. System.out.println(arr[5]);
19. }
20. }

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示例2：数组的循环赋值与取值

1. /**
2. * 数组的循环赋值与取值
3. */
4. public class ArrayDemo4 {
5. public static void main(String[] args) {
6. //定义数组
7. int[] arr = new int[5];
8. //循环赋值
9. for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
10. arr[i] = i*5;
11. }
12. //循环取值
13. for (int i = 0; i < arr.length ; i++) {
14. System.out.println(arr[i]);
15. }
16. }
17. }

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3.4 数组的注意事项

数组在使用过程中需要注意以下几点：

• 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。
  
• 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)
  

3.5 forEach的应用

forEach可以遍历数组或集合容器中的数据，语法如下：
示例：

1. /**
2. * forEach遍历
3. */
4. public class ArrayDemo5 {
5. public static void main(String[] args) {
6. //数组定义
7. int[] arr = {1,3,5,7,9};
8. //数组遍历
9. for(int num : arr){
10. System.out.println(num);
11. }
12. }
13. }

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3.6 数组元素默认值

当数组元素没有赋值时，是存在默认值的，默认值如下：
3.7 一维数组内存图

3.8 小结

• 数组的基本使用
  
• 数据类型可以是基本类型或引用类型
  
• 数组类型固定长度不变
  
• 数组默认值
  
• 数组的内存图
  

四、一维数组练习题

4.1 数组赋值练习

将班级所有同学名字录入到一个一维数组中 。
参考答案：
[code]/*** 将班级所有同学名字录入到一个一维数组中*/public class ArrayTest1 {public static void main(String[] args) {//1.创建大小为5的String类型数组String[] names = new String[5];//2.创建扫描仪对象Scanner input = new Scanner(System.in);for(int i=0;i