Java基础(六)：数组

Java基础系列文章

Java基础(一)：语言概述

Java基础(二)：原码、反码、补码及进制之间的运算

Java基础(三)：数据类型与进制

Java基础(四)：逻辑运算符和位运算符

Java基础(六)：数组

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一、数组的概述

数组的概念

• 数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理
• 数组中的概念
  • 数组名
  • 下标（或索引）
  • 元素
  • 数组的长度

数组的特点：

• 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。占据的空间的大小，取决于数组的长度和数组中元素的类型
• 数组中的元素在内存中是依次紧密排列的，有序的
• 数组，一旦初始化完成，其长度就是确定的。数组的长度一旦确定，就不能修改
• 我们可以直接通过下标(或索引)的方式调用指定位置的元素，速度很快
• 数组名中引用的是这块连续空间的首地址

数组的分类

1、按照元素类型分：

• 基本数据类型元素的数组：每个元素位置存储基本数据类型的值
• 引用数据类型元素的数组：每个元素位置存储对象（本质是存储对象的首地址）

2、按照维度分：

• 一维数组：存储一组数据
• 二维数组：存储多组数据，相当于二维表，一行代表一组数据，只是这里的二维表每一行长度不要求一样

二、一维数组

1、一维数组的声明

格式：

• 推荐：元素的数据类型[] 一维数组的名称
• 不推荐：元素的数据类型 一维数组名[]

举例：

int[] arr;//推荐
int arr1[];//不推荐
double[] arr2;
String[] arr3; 

数组的声明，需要明确：

• 数组的维度：在Java中数组的符号是[]，[]表示一维，[][]表示二维
• 数组的元素类型：可以是任意的Java的数据类型。例如：int、String、Student等
• 数组名：数组名是个引用数据类型的变量，因为它代表一组数据

2、一维数组的初始化

静态初始化

• 如果数组变量的初始化和数组元素的赋值操作同时进行，那就称为静态初始化
• 静态初始化，本质是用静态数据（编译时已知）为数组初始化。此时数组的长度由静态数据的个数决定
• 一维数组声明和静态初始化格式1：

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,...};

• 例如，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
//或
int[] arr;
arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确

• 一维数组声明和静态初始化格式2：

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，不能分成两个语句写

动态初始化

• 数组变量的初始化和数组元素的赋值操作分开进行，即为动态初始化
• 动态初始化中，只确定了元素的个数（即数组的长度）
• 而元素值此时只是默认值，还并未真正赋自己期望的值
• 真正期望的数据需要后续单独一个一个赋值

格式：

数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度];

或

数组存储的数据类型[] 数组名字;
数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

• [长度]：数组的长度，表示数组容器中可以最多存储多少个元素
• 注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。
• 正确写法

int[] arr = new int[5];

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

• 错误写法

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[]中指定元素个数了

3、一维数组的使用

数组的长度

• 数组的元素总个数，即数组的长度
• 每个数组都有一个属性length指明它的长度
• 每个数组都具有长度，而且一旦初始化，其长度就是确定，且是不可变的

数组元素的引用

• 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)或下标，可以通过数组的索引/下标访问到数组中的元素
• 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i]

数组元素的默认值

• 对于基本数据类型而言，默认初始化值各有不同
• 对于引用数据类型而言，默认初始化值为null（注意与0不同！)

4、一维数组内存分析

一个一维数组内存图

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

数组下标为什么是0开始

因为第一个元素距离数组首地址间隔0个单元格

两个一维数组内存图

两个数组独立

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];
    int[] arr2 = new int[2];
    System.out.println(arr);
    System.out.println(arr2);
}

三、二维数组

1、二维数组的声明与初始化

声明

二维数组声明的语法格式：

• 推荐：
  • 元素的数据类型[] [] 二维数组的名称;
• 不推荐（但也支持不报错）：
  • 元素的数据类型 二维数组名[][];
  • 元素的数据类型[] 二维数组名[];

例如：

public class Test20TwoDimensionalArrayDefine {
    public static void main(String[] args) {
        //存储多组成绩
        int[][] grades;

        //存储多组姓名
        String[][] names;
    }
}

静态初始化

格式：

int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};

定义一个名称为arr的二维数组，二维数组中有三个一维数组

• 每一个一维数组中具体元素也都已初始化
  • 第一个一维数组 arr[0] = {3,8,2}
  • 第二个一维数组 arr[1] = {2,7}
  • 第三个一维数组 arr[2] = {9,0,1,6}
• 第三个一维数组的长度表示方式：arr[2].length
• 举例

int[][] arr = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};//声明与初始化必须在一句完成

int[][] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};

int[][] arr;
arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};

arr = new int[3][3]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9,10}};//错误，静态初始化右边new 数据类型[][]中不能写数字

动态初始化

格式1：规则二维表：每一行的列数是相同的

//（1）确定行数和列数
元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[m][n];
	//其中，m:表示这个二维数组有多少个一维数组。或者说一共二维表有几行
	//其中，n:表示每一个一维数组的元素有多少个。或者说每一行共有一个单元格

//此时创建完数组，行数、列数确定，而且元素也都有默认值

//（2）再为元素赋新值
二维数组名[行下标][列下标] = 值;

举例：

int[][] arr = new int[3][2];

• 定义了名称为arr的二维数组
• 二维数组中有3个一维数组
• 每一个一维数组中有2个元素
• 一维数组的名称分别为arr[0], arr[1], arr[2]
• 给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是：arr[0][1] = 78;

格式2：不规则：每一行的列数不一样

//（1）先确定总行数
元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[总行数][];

//此时只是确定了总行数，每一行里面现在是null

//（2）再确定每一行的列数，创建每一行的一维数组
二维数组名[行下标] = new 元素的数据类型[该行的总列数];

//此时已经new完的行的元素就有默认值了，没有new的行还是null

//(3)再为元素赋值
二维数组名[行下标][列下标] = 值;

举例：

int[][] arr = new int[3][];

• 二维数组中有3个一维数组。
• 每个一维数组都是默认初始化值null (注意：区别于格式1）
• 可以对这个三个一维数组分别进行初始化：arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2];
• 注：int[][]arr = new int[][3]; //非法

2、数组的长度和角标

• 二维数组的长度/行数：二维数组名.length
• 二维数组的某一行：二维数组名[行下标]，此时相当于获取其中一组数据。它本质上是一个一维数组。行下标的范围：[0, 二维数组名.length-1]。此时把二维数组看成一维数组的话，元素是行对象。
• 某一行的列数：二维数组名[行下标].length，因为二维数组的每一行是一个一维数组。
• 某一个元素：二维数组名[行下标][列下标]，即先确定行/组，再确定列。

3、二维数组的遍历

for(int i=0; i<二维数组名.length; i++){ //二维数组对象.length
    for(int j=0; j<二维数组名[i].length; j++){//二维数组行对象.length
        System.out.print(二维数组名[i][j]);
    }
    System.out.println();
}