『JavaSE』数组的定义

1. 数组基本用法

1.1 什么是数组
数组本质上就是让我们能 “批量” 创建相同类型的变量。在 Java 中, 数组中包含的变量必须是 相同类型。

1.2 创建数组

// 动态初始化
数据类型[] 数组名称 = new 数据类型 [长度] { 初始化数据 };
// 静态初始化
数据类型[] 数组名称 = { 初始化数据 };

int[] arr = new int[3]{1, 2, 3};
int[] arr = {1, 2, 3};

注意事项: 静态初始化的时候, 数组元素个数和初始化数据的格式是一致的.

1.3 数组的使用

代码示例: 获取长度 & 访问元素&下标越界

int[] arr = {1, 2, 3};
// 获取数组长度
System.out.println("length: " + arr.length); // 执行结果: 3

// 访问数组中的元素
System.out.println(arr[1]); // 执行结果: 2
System.out.println(arr[0]); // 执行结果: 1

arr[2] = 100;
System.out.println(arr[2]); // 执行结果: 100

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[100]);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at Test.main(Test.java:4)

注意事项
1.使用 arr.length 能够获取到数组的长度. . 这个操作为成员访问操作符. 后面在面向对象中会经常用到.
2.使用 [ ] 按下标取数组元素. 需要注意, 下标从 0 开始计数
3.使用 [ ] 操作既能读取数据, 也能修改数据.
4.下标访问操作不能超出有效范围 [0, length - 1] , 如果超出有效范围, 会出现下标越界异常

代码示例: 遍历数组
所谓 “遍历” 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 不重不漏. 通常需要搭配循环语句.

int[] arr = {1, 2, 3};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
	System.out.println(arr[i]);
}
// 执行结果
1 
2 
3

代码示例: 使用 for-each 遍历数组

int[] arr = {1, 2, 3};
for (int x : arr) {
	System.out.println(x);
}
// 执行结果
1
2 
3

for-each 是 for 循环的另外一种使用方式. 能够更方便的完成对数组的遍历. 可以避免循环条件和更新语句写错。

2. 数组作为方法的参数

2.1 基本用法
代码示例: 打印数组内容

public static void main(String[] args) {
	int[] arr = {1, 2, 3};
	printArray(arr);
}
public static void printArray(int[] a) {
	for (int x : a) {
		System.out.println(x);
	}
}
// 执行结果
1 
2 
3

int[] a 是函数的形参, int[] arr 是函数实参.
如果需要获取到数组长度, 同样可以使用 a.length

2.2引用类型
代码示例1 参数传内置类型

public static void main(String[] args) {
	int num = 0;
	func(num);
	System.out.println("num = " + num);
}
public static void func(int x) {
	x = 10;
	System.out.println("x = " + x);
}
// 执行结果
x = 10
num = 0

修改形参 x 的值, 不影响实参的 num 值

代码示例2 参数传数组类型

public static void main(String[] args) {
	int[] arr = {1, 2, 3};
	func(arr);
	System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
}
public static void func(int[] a) {
	a[0] = 10;
	System.out.println("a[0] = " + a[0]);
}
// 执行结果
a[0] = 10
arr[0] = 10

在函数内部修改数组内容, 函数外部也发生改变.此时数组名 arr 是一个 “引用” . 当传参的时候, 是按照引用传参。

如何理解内存?

内存就是指我们熟悉的 “内存”. 内存可以直观的理解成一个宿舍楼. 有一个长长的大走廊, 上面有很多房间.
每个房间的大小是 1 Byte (如果计算机有 8G 内存, 则相当于有 80亿 个这样的房间).
每个房间上面又有一个门牌号, 这个门牌号就称为 地址

如何理解引用?

引用相当于一个 “别名”, 也可以理解成一个指针.
创建一个引用只是相当于创建了一个很小的变量, 这个变量保存了一个整数, 这个整数表示内存中的一个地址.

针对 int[] arr = new int[]{1, 2, 3} 这样的代码, 内存布局如图:
a) 当我们创建 new int[]{1, 2, 3} 的时候, 相当于创建了一块内存空间保存三个 int

b) 接下来执行 int[] arr = new int[]{1, 2, 3} 相当于又创建了一个 int[] 变量, 这个变量是一个引用类型, 里面只保存了一个整数(数组的起始内存地址)

c) 接下来我们进行传参相当于 int[] a = arr , 内存布局如图
d) 接下来我们修改 a[0] , 此时是根据 0x100 这样的地址找到对应的内存位置, 将值改成 100

此时已经将 0x100 地址的数据改成了 100 . 那么根据实参 arr 来获取数组内容 arr[0] , 本质上也是获取 0x100 地址上的数据, 也是 100.

总结: 所谓的 “引用” 本质上只是存了一个地址. Java 将数组设定成引用类型, 这样的话后续进行数组参数传参, 其实只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大)