Java之数组的定义与使用

一.数组的基本概念

1.什么是数组

数组:可以看成是相同类型元素的集合,在内存中是一段连续的空间
1.数组中存放的元素类型相同
2.数组的空间是连在一起的
3.每个空间都有自己的编号,起始位置的编号为0,即数组的下标

2.数组的创建

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T:表示数组中存放元素的类型

T[]:表示数组中存放的类型

N:表示数组的长度

Java之数组的定义与使用_第2张图片
上述数组的创建默认初始化为0.

3.数组的初始化

数组的初始化主要分为动态初始化和静态初始化

1.动态初始化:创建数组时,直接指定数组元素的个数。

也可以设置变量,将变量放在中括号内

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2.静态初始化:在创建数组时不直接指定数据元素个数,而直接将具体的数据内容进行指定

在这里插入图片描述
Java之数组的定义与使用_第4张图片
注意:中括号内不能有数字

【注意事项】
静态初始化虽然没有指定数组的长度,编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。

静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。

静态初始化可以简写,省去后面的new T[]。

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静态和动态初始化也可以分为两步,但是省略格式不可以
Java之数组的定义与使用_第6张图片

其中array1或者array2在数组中叫做引用变量

如果数组中存储元素类型为基类类型,默认值为基类类型对应的默认值
Java之数组的定义与使用_第7张图片

4.数组的使用

数组中元素访问:数组在内存中是一段连续的空间,空间的编号都是从0开始的,依次递增,该编号称为数组的下标,数组可以通过下标访问其任意位置的元素

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
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]);
// 也可以通过[]对数组中的元素进行修改
array[0] = 100;
System.out.println(array[0]);

【注意事项】
数组是一段连续的内存空间,因此支持随机访问,即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素

下标从0开始,介于[0, N)之间不包含N,N为元素个数,不能越界,否则会报出下标越界异常。

int[] array = {1, 2, 3};
System.out.println(array[3]); // 数组中只有3个元素,下标一次为:0 1 2,array[3]下标越界
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at Test.main(Test.java:4)

遍历数组:

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
for(int i = 0; i < 5; i++){
System.out.println(array[i]);
}

注意:在数组中可以通过 数组对象.length 来获取数组的长度Java之数组的定义与使用_第8张图片
也可以使用 for-each 遍历数组
Java之数组的定义与使用_第9张图片

二.数组是引用类型

1.JVM的内存分布

内存是一段连续的存储空间,主要用来存储程序运行时数据的。

程序运行时代码需要加载到内存

程序运行产生的中间数据要存放在内存

程序中的常量也要保存

有些数据可能需要长时间存储,而有些数据当方法运行结束后就要被销毁
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程序计数器 (PC Register): 只是一个很小的空间, 保存下一条执行的指令的地址

虚拟机栈(JVM Stack): 与方法调用相关的一些信息,每个方法在执行时,都会先创建一个栈帧,栈帧中包含
有:局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址以及其他的一些信息,保存的都是与方法执行时相关的一
些信息。比如:局部变量。当方法运行结束后,栈帧就被销毁了,即栈帧中保存的数据也被销毁了。

本地方法栈(Native Method Stack): 本地方法栈与虚拟机栈的作用类似. 只不过保存的内容是Native方法的局
部变量. 在有些版本的 JVM 实现中(例如HotSpot), 本地方法栈和虚拟机栈是一起的

堆(Heap): JVM所管理的最大内存区域. 使用 new 创建的对象都是在堆上保存 (例如前面的 new int[]{1, 2,
3} ),堆是随着程序开始运行时而创建,随着程序的退出而销毁,堆中的数据只要还有在使用,就不会被销
毁。

方法区(Method Area): 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. 方法编译出的的字节码就是保存在这个区域

2.基本类型变量与引用类型变量的区别

基本数据类型创建的变量,称为基本变量,该变量空间中直接存放的是其所对应的值;

而引用数据类型创建的变量,一般称为对象的引用,其空间中存储的是对象所在空间的地址。

public static void func() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	int[] arr = new int[]{1,2,3};
}

在上述代码中,a、b、arr,都是函数内部的变量,因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配。a、b是内置类型的变量,因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值。
array是数组类型的引用变量,其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。
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从上图可以看到,引用变量并不直接存储对象本身,可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始地址。通过该
地址,引用变量便可以去操作对象。

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3.null

null 在 Java 中表示 “空引用” , 也就是一个不指向对象的引用

int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);



// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Test.main(Test.java:6)

null 的作用类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操
作. 一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException

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