Java-数组知识点一万字总结（包含内存划分）
文章目录
- 1. 简单的了解数组的概念
- 2. 数组的初始化
- 2.1 动态初始化
- 2.2. 静态初始化
- 2.3 省略的静态初始化
- 3. 访问数组元素进行赋值
- 4. Java中的内存划分
- 5. 数组的内存图
- 5.1 一个数组的内存图
- 5.2 两个数组的内存图
- 5.3 两个引用指向同一个数组的内存图
- 6. 常见问题的解决
- 6.1 数组索引越界异常
- 6.2 空指针异常
- 7. 数组的常用操作
- 7.1 获取数组的长度
- 7.2 数组元素的遍历输出
- 7.3 求出数组的最值
- 7.4 数组元素的反转
- 8. 数组作为方法参数_传递地址
- 9. 数组作为方法返回值_返回地址
1. 简单的了解数组的概念
数组的概念： 是一种容器，可以同时存放多个数据值
数组的特点：
- 数组是一种引用类型
- 属组当中的多个数据，类型必须统一
- 属组的长度在程序运行期间不可改变
2. 数组的初始化
数组的初始化： 在内存当中创建一个数组，并向其赋予一些默认值
两种常见的初始化方式： （1） 动态初始化 （2）静态初始化
2.1 动态初始化
动态初始化数组的格式：
数组类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度]
解析含义：
左侧的数据类型：也就是数组当中保存的数据，全都是统一的什么类型
左侧的中括号： 代表我是一个数组，也就是在内存当中给数组开辟一些空间
左侧数组名称： 给数组取一个名字
右侧的new： 代表创建数组的动作
右侧的数据类型必须和左侧的数据类型保持一致
右侧中括号的长度，也就是数组当中，到底可以保存多少个数据，是一个int数据
public class Demo31Array{
public static void main(String[] args){
//创建一个数组，里面可以存放300个int数据
//格式：数组类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度]
int[] array = new int[300];
//创建一个数组，能存放10个double类型的数值
double arrayA = new double[10];
//创建一个数组，能存放5个字符串
String[] arrayB = new String[];
}
}
2.2. 静态初始化
动态初始化（指定长度）：在创建数组的时候，直接指定数组当中的数据元素个数
静态初始化（指定内容）：在创建数组的时候，不直接指定数据个数多少，而是直接将具体的数据内容进行指定
静态初始化基本格式：
数据类型[ ] 数组名称 = new 数据类型[ ] {元素1，元素2，...}
注意事项：
虽然静态初始化没有直接告诉长度，但是根据大括号里面的元素具体内容，也可以自动推算出来长度
public class Demo32array{
public static void main(String[] args){
// 直接创建一个数组，里面装的全都是int数字，具体为，1，2，3
int[] arrayA = new int[]{1,2,3};
// 创建一个数组，用来装字符串，“hello”、“world”、“Java”
String[] arrayB = new String[] {"hello","world","Java"};
}
}
2.3 省略的静态初始化
省略的静态初始化的格式：
int[] array = {}
举个栗子： 访问数组元素进行获取
public class Demo31ArrayUse{
public static void main(String[] args){
//静态初始化的省略格式
int[] array = {10 , 20 ,30};
//System.out.println(array);//[I@15db9742 [代表数组，I里面全是int，@后面的是16进制
//直接打印数组当中的元素
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
//也可以将数组当中的某一个单个元素，赋值交给变量
int num = array[2];
System.out.println(num);
}
}
小提示： 直接打印数组名称，得到的是数组对应的 内存地址哈希值。
二进制：01 逢2进一
十进制：0123456789 逢10进一
16进制：0123446789abcdef 逢16进一
3. 访问数组元素进行赋值
使用动态初始化的时候，其中的元素将自动拥有一个默认值：
如果是整数类型，那么默认为0
如果是浮点类型，那么默认值是0.0
如果是字符类型，那么默认为‘\u0000’; uincode后四位是十六进制的在unicode当中十六进制数字为0000，这样的字符进士字符类型
如果是布尔类型，那么默认为false；
如果是引用类型，那么默认为null;
举个栗子：
public class Demo32ArrayUse{
public static void main(String[] args){
//动态初始化一个数组
int[] array = new int[3];
System.out.println(array);//内存地址值
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println("==============================");
array[1] = 123;
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
}
}
注意事项：
静态初始化其实也有默认值的过程，只不过系统自动马上将默认值替换成了大括号当中的具体数值
4. Java中的内存划分
内存就是计算机当中的内存条，任何应用程序，如果要想运行都必须开辟一块内存空间。整体的内存是由操作系统windows进行管理的，Java程序想要运行就要申请一块，申请过来的内存不是一整个，把他划分成五个部分。
Java中的内存分为5个部分：
1. 栈（Stack）： 存放的都是方法中的局部变量。方法的运行一定要在栈当当中运行。
局部变量：方法的参数，或者是方法{}内部的变量
作用域：一旦超出作用域，立刻从栈内存当中消失。
2. 堆（Heap）： 凡是new出来的东西，都在堆当中。
堆内存里面的东西都有一个地址值：16进制
堆内存里面的数据，都有默认值。规则：
如果是整数 默认为0
如果是浮点数 默认为0.0
如果是字符 默认为’\u0000’
如果是布尔 默认为false
如果是引用类型 默认为null
3.方法区（Method Area）： 存储.class相关信息，包含方法的信息。
4.本地方法栈（Native Method Stack）: 与操作系统有关
5. 寄存器（pc Register）: 与CPU相关
5. 数组的内存图
当我们创建数组之后，然后再进行数组操作，知识内存当中到底发生了什么？？？让我们一探究竟！！！
5.1 一个数组的内存图
一个数组当我们去创建、访问元素、改变元素、重新访问。这个时候过程当中内存所发生的所有事情。
.class是.java 编译之后用来运行的字节码文件。里面都有什么那？里面包含的main方法啊。自定义的方法啊，方法的信息都在里面包含了。方法的运行一定在栈当中。
开始解释一个数组的内存图流程：
使用到了五块内存中的三块：方法区、栈、堆
（1） 程序需要运行需要一个.class文件，不能直接运行Java，.class不就叫Demo01arrayOne.class,红色的大括号里面包含了main方法，就把main方法的头拿过来放在方法区。 方法区.class里面最为主要保存的就是方法的信息，叫什么名字，返回值是什么，参数是什么。原封不动把方法的第一行的拿过来就可以了。现在方法区就已经有东西了。
（2） 如果想要运行main方法就应该作为程序的起点，然后再方法区里面看，有没有main，有就能运行，没有你就运行不了。然后让方法mian运行一把，怎么运行那，从方法区里看看，它的信息是什么，然后把他的信息加载到栈内存当中，如何运行main方法，在方法区当中看看信息是什么，要把这样信息加载到栈内存中，并且为main方法在栈内存当中开辟一段内存空间（这个动作是进入栈内存）进栈之后main方法他又一个自己专属的方框，要干什么事就可以自己玩了。
第一行创建了一个数组，左边数组的名称，数组的名称就是一个局部变量。现在只不过把变量的类型写成数组，array也可以是变量名称，凡是new出来的东西，都在堆当中。在堆里面开辟一个内存空间。数组长度为三，划分三个小格。数组每个小格都有一个有索引编号012。数组创建完了之后，有一个默认值的，有默认值，int类型的默认值为0。堆当中数组创建完之后，有一个地址值的，0x一个16进制的前缀。这个地址值会复制到栈当中。
（3） new出来的数组在堆当中的，地址值放到了名称array当中。 而这个array数组名称，这个名称好比是个变量，变量是在栈当中的。栈里面这个变量存储的其实是一个地址值，有了这个地址值，我们就可以根据这个地址值找到这个数组，array[0],根据这个名称array知道地址值，然后就能找到数组，根据索引编号[0]就能找到这个位置的值是多少了。array[1] = 10;根据array知道地址值，然后就能找到数组，根据索引编号[1]就能找到这个位置,原本他是一个0值，但是现在不要他了，
重新赋值为10。
5.2 两个数组的内存图
这个跟一个数组的内存图差不多，可以看上面的解释。
5.3 两个引用指向同一个数组的内存图
左侧红方框中的代码表示arrayB指向arrayA的地址。
补充：
直接上例子：像下图中的代码表示arrayC有重新创建一个长度为5的数组，并没有在原来的基础上增加两个长度。
6. 常见问题的解决
在初学数组是经常会出现的两种问题：数组索引越界异常，空指针异常。下面就要解决这两种问题。
6.1 数组索引越界异常
数组的索引编号从0开始，一直到“数组长度-1” 为止
如果访问数组元素的时候，索引编号并不存在，那么将会发生数组索引越界异常：
出错提示ArrayIndexOutOfBoundsException
原因： 索引编号写错了
解决： 修改成为存在的正确索引编号
public class Demo33ArrayIndex{
public static void main(String[] args){
int[] array = {10,20,30};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
//System.out.println(array[3]);
}
}
6.2 空指针异常
所有的引用类型变量，都可以赋值为一个null值，但是代表其中什么都没有
数组必须进行new初始时才能使用其中的元素，
如果只是赋值了一个null，没有进行new创建那么将会发生：
空指针异常 NullPointerException
原因 ： 忘了null
解决 : 补上null
public class Demo34ArrayNull{
public static void main(String[] args){
int[] array = null;
//array = new int[3];
System.out.println(array[0]);//将会报错，空指针异常，因为没有new
}
}
7. 数组的常用操作
数组的常用操作，有获取数组的长度、数组的遍历输出、求出数组的最值、数组元素的反转（前提是只能在一个数组中进行反转，不能再创建新的数组）
7.1 获取数组的长度
获取数组的长度，格式：
数组名称.length
这样会得到一个int数字，代表数组的长度
数组一旦创建，程序运行期间，长度不可改变。
public class Demo34ArrayLength{
public static void main(String[] args){
int[] arrayA = new int[3];
int[] arrayB = {1,3,3,4,43,43,43,23,54,7};
int len = arrayB.length;
System.out.println("arrayB的长度为："+len);
int[] arrayC = new int[3];
System.out.println(arrayC.length);//3
arrayC = new int[5];//相当于又重新建立一个数组
System.out.println(arrayC.length);//5
}
}
7.2 数组元素的遍历输出
数组的遍历输出的三种方法：
public class Demo35print{
public static void main(String[] args){
// 第一种方法
int[] array = {1,2,3,4,5,6};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);
System.out.println(array[4]);
System.out.println("=====================");
// 第二种方法
for(int i = 0; i < 5; i++){
System.out.println(array[i]);
}
System.out.println("======================");
// 第三种方法
for(int i = 0; i < array.length ; i++ ){
System.out.println(array[i]);
}
}
}
7.3 求出数组的最值
问题： 给出一组数据如何得出其中的最大的数字
思路： 比武招亲，站在擂台上的就是战斗力最强的人，才能迎娶公主。编号[0]选手先上擂台，因为他在擂台上，暂时是战斗力最强的人。然后编号[1]的选手向他挑战，把[0]选手打下擂台，成为目前最强的选手，依次类推，最后站在擂台上的人，是最强的。
代码如下：
public class Demo36Max{
public static void main(String[] args){
int[] array = {5,15,30,20,10000};
int max = array[0]; //[0]选手暂时是最强的人
for(int i = 1; i < array.length;i++ ){
// 如果当前元素比max大，则换数
if(array[i] > max ){
max = array[i];
}
}
System.out.println("最大值: "+max);
}
}
7.4 数组元素的反转
数组的反转的前提是不能再创建新的数组，只能只用原始的数组进行反转。
解题思路： 快速排序的思想
代码如下：
public class Demo01ArrayReserve{
public static void main(String[] args){
int[] array = {1,2,3,4,5};
/*
初始化语句：int min = 0,max = array.length-1
条件判断：min < max
步进表达式：min++,max--
循环体：用第三个变量倒手
*/
for(int min = 0,max = array.length-1; min < max; min++,max--){
int temp = array[min];
array[min] = array[max];
array[max] = temp;
}
for(int i = 0; i < array.length; i++){
//打印输出反转的数字，结果为54321
System.out.println(array[i]);
}
}
}
8. 数组作为方法参数_传递地址
数组可以作为方法的参数。
当调用方法的时候，向方法的小括号进行传参，传递进去的其实是数组的地址值
代码如下：
public class Demo01ArrayParam{
public static void main(String[] args){
int[] array = {10,20,30,40};
System.out.println(array);
printArray(array);//传递进去的就是array当中保存的地址值
}
/*
三要素：
返回值类型：只是进行打印而已，不需要进行计算，也没有结果，用void
方法名称：printArray
参数列表，必须传递数组，才能打印其中的元素。int[] array
*/
public static void printArray(int[] array){
System.out.println("printArray方法收到的参数是：");
System.out.println(array);//接收到的地址值
for(int i = 0; i < array.length; i++){
System.out.println(array[i]);
}
}
}
9. 数组作为方法返回值_返回地址
一个方法中可以有0、1、多个参数；但是只能有0或者1个返回值，不能有多个返回值。
如果希望一个方法当中产生了多个结果数据进行返回，怎么办？？？
解决方案： 使用一个数组作为返回值类型即可。
举个栗子：
public class Demo01ArrayReturn{
public static void main(String[] args){
int[] result = calculate(10, 20 ,30);
System.out.println("总和："+ result[0]);
System.out.println("平均数："+ result[1]);
}
public static int[] calculate(int a, int b, int c){
int sum = a + b + c; // 总和
int avg = sum / 3; // 平均值
//两个结果都希望进行返回
//需要一个数组也就是一个塑料兜，数组可以保存多个结果
/*
int[] array = new int[2]; //总和
int[0] = sum; //总和
int[1] = avg; //平均数
*/
int[] array = {sum , avg};
return array;
}
}