Java基础总结04-数组

比眉伴天荒 2022-08-31 00:45 172阅读 0赞

### 这里写目录标题 ###

*   *  1 数组介绍
     *  2 数组的定义格式
     *   *  2.1 第一种格式
         *  2.2 第二种格式
     *  3 数组的动态初始化
     *   *  3.1 什么是动态初始化
         *  3.2 动态初始化格式
         *  3.3 动态初始化格式详解
     *  4 数组的静态初始化
     *   *  4.1 什么是静态初始化
         *  4.2 静态初始化格式
     *  5 数组元素访问
     *   *  5.1 什么是索引
         *  5.2访问数组元素格式
     *  6 内存分配
     *   *  6.1 内存概述
         *  6.2 java中的内存分配
         *  6.6 Java内存分配-一个数组内存图
         *  6.7 两个数组内存图
         *  6.8 多个数组指向相同内存图
     *  7 数组操作的两个常见问题
     *   *  7.1 索引越界异常
         *  7.2 空指针异常
     *  8 数组遍历
     *   *  数组获取最大值
         *  数组元素求和
         *  数组基本查找
         *  评委打分
     *  9 二维数组概述
     *   *  9.1 二维数组动态初始化
         *  9.2 二维数组访问元素的细节问题
         *   *  代码实现
         *  9.3 二维数组静态初始化
         *  9.4 二维数组遍历
         *  9.5 二维数组求和

## 1 数组介绍 ##

数组就是存储数据长度固定的容器，存储多个数据的数据类型要一致。

## 2 数组的定义格式 ##

### 2.1 第一种格式 ###

数据类型\[\] 数组名

示例：

int[] arr;        
    double[] arr;      
    char[] arr;

### 2.2 第二种格式 ###

数据类型 数组名\[\]

示例：

int arr[];
    double arr[];
    char arr[];

## 3 数组的动态初始化 ##

### 3.1 什么是动态初始化 ###

数组动态初始化就是只给定数组的长度，由系统给出默认初始化值

### 3.2 动态初始化格式 ###

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];

int[] arr = new int[3];

### 3.3 动态初始化格式详解 ###

*  等号左边：
    
     *  int:数组的数据类型
     *  \[\]:代表这是一个数组
     *  arr:代表数组的名称
 *  等号右边：
    
     *  new:为数组开辟内存空间
     *  int:数组的数据类型
     *  \[\]:代表这是一个数组
     *  5:代表数组的长度

**代码 :**

package com.itheima.array;
    
    public class Demo2Array { 
        /* 数组的动态初始化: 在初始化的时候, 需要手动指定数组的长度, 系统会为数组容器分配初始值. 动态初始化格式: 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度]; 注意: 打印数组变量的时候, 会打印出数组的内存地址 [I@10f87f48 : @ : 分隔符 [ : 当前的空间是一个数组类型 I : 当前数组容器中所存储的数据类型 10f87f48 : 十六进制内存地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f */
        public static void main(String[] args) { 
            // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
            // 通过new关键字创建了一个int类型的数组容器, 该容器可以存储5个int类型的整数, 该容器被arr数组变量所记录
            int[] arr = new int[5];
            // [I@10f87f48
            System.out.println(arr);
    
            byte[] bArr = new byte[3];
            // [B@b4c966a
            System.out.println(bArr);
    
        }
    }

## 4 数组的静态初始化 ##

### 4.1 什么是静态初始化 ###

在创建数组时，直接将元素确定

### 4.2 静态初始化格式 ###

*  完整版格式
    
        数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{ 元素1,元素2,...};
 *  简化版格式
    
        数据类型[] 数组名 = { 元素1,元素2,...};

## 5 数组元素访问 ##

### 5.1 什么是索引 ###

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)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。

### 5.2访问数组元素格式 ###

数组名[索引];

## 6 内存分配 ##

### 6.1 内存概述 ###

内存是计算机中的重要原件，临时存储区域，作用是运行程序。

我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的。

必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。

Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。

### 6.2 java中的内存分配 ###

*  目前我们只需要记住两个内存，分别是：栈内存和堆内存

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>区域名称</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>寄存器</td> 
   <td>给CPU使用，和我们开发无关。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>本地方法栈</td> 
   <td>JVM在使用操作系统功能的时候使用，和我们开发无关。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法区</td> 
   <td>存储可以运行的class文件。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>堆内存</td> 
   <td>存储对象或者数组，new来创建的，都存储在堆内存。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>方法栈</td> 
   <td>方法运行时使用的内存，比如main方法运行，进入方法栈中执行。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 6.6 Java内存分配-一个数组内存图 ###

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5tkxxUNA-1626867428184)(D:/java/笔记/1.Java基础语法/day04\_IDEA和数组/讲义-md版本/img/1591007817165.png)\]

### 6.7 两个数组内存图 ###

![在这里插入图片描述][801f4753e571bc701e03af7ac2dacead.png]

### 6.8 多个数组指向相同内存图 ###

![在这里插入图片描述][06238bf651d9d4431be396d918cb7743.png]

## 7 数组操作的两个常见问题 ##

### 7.1 索引越界异常 ###

*  出现原因
    
        public class ArrayDemo { 
            public static void main(String[] args) { 
                int[] arr = new int[3];
                System.out.println(arr[3]);
            }
        }
    
    数组长度为3，索引范围是0~2，但是我们却访问了一个3的索引。
    
    程序运行后，将会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。
 *  解决方案
    
    将错误的索引修改为正确的索引范围即可！

### 7.2 空指针异常 ###

*  出现原因
    
        public class ArrayDemo { 
            public static void main(String[] args) { 
                int[] arr = new int[3];
        
                //把null赋值给数组
                arr = null;
                System.out.println(arr[0]);
            }
        }
    
    arr = null 这行代码，意味着变量arr将不会在保存数组的内存地址，也就不允许再操作数组了，因此运行的时候会抛出 NullPointerException 空指针异常。在开发中，空指针异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。
 *  解决方案
    
    给数组一个真正的堆内存空间引用即可！

## 8 数组遍历 ##

*  数组遍历：就是将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。
    
        public class ArrayTest01 { 
        	public static void main(String[] args) { 
        		int[] arr = {  1, 2, 3, 4, 5 };
        		System.out.println(arr[0]);
        		System.out.println(arr[1]);
        		System.out.println(arr[2]);
        		System.out.println(arr[3]);
        		System.out.println(arr[4]);
        	}
        }
    
    以上代码是可以将数组中每个元素全部遍历出来，但是如果数组元素非常多，这种写法肯定不行，因此我们需要改造成循环的写法。数组的索引是 0 到 lenght-1 ，可以作为循环的条件出现。
    
        public class ArrayTest01 { 
            public static void main(String[] args) { 
                //定义数组
                int[] arr = { 11, 22, 33, 44, 55};
        
                //使用通用的遍历格式
                for(int x=0; x<arr.length; x++) { 
                    System.out.println(arr[x]);
                }
            }
        }

### 数组获取最大值 ###

*  最大值获取：从数组的所有元素中找出最大值。
 *  实现思路：
    
     *  定义变量，保存数组0索引上的元素
     *  遍历数组，获取出数组中的每个元素
     *  将遍历到的元素和保存数组0索引上值的变量进行比较
     *  如果数组元素的值大于了变量的值，变量记录住新的值
     *  数组循环遍历结束，变量保存的就是数组中的最大值
 *  代码实现：
    
        package com.itheima.test;
        
        import java.util.Scanner;
        
        public class Test2Array { 
            /* 需求: 从数组中查找最大值 int[] arr = {12,45,98,73,60}; 实现步骤: 1. 假设数组中的第一个元素为最大值 2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较 3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值 4. 循环结束后, 打印最大值. */
            public static void main(String[] args) { 
                int[] arr = { 12,45,98,73,60};
                // 1. 假设数组中的第一个元素为最大值
                int max = arr[0];
                // 2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较
                for(int i = 1; i < arr.length; i++){ 
                    // 3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值
                    if(arr[i] > max){ 
                        max = arr[i];
                    }
                }
                // 4. 循环结束后, 打印最大值.
                System.out.println("max:" + max);
            }
        }

### 数组元素求和 ###

*  需求：键盘录入5个整数，存储到数组中，并对数组求和
 *  思路：  
    1.创建键盘录入对象，准备键盘录入  
    2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果  
    3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值  
    4.将键盘录入的数值存储到数组中  
    5.遍历数组，取出每一个元素，并求和  
    6.输出总和
 *  代码实现：
    
        package com.itheima.test;
        
        import java.util.Scanner;
        
        public class Test3Array { 
            /* 需求：键盘录入5个整数，存储到数组中，并对数组求和 思路： 1.创建键盘录入对象，准备键盘录入 2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果 3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值 4.将键盘录入的数值存储到数组中 5.遍历数组，取出每一个元素，并求和 6.输出总和 */
            public static void main(String[] args) { 
                // 1.创建键盘录入对象，准备键盘录入
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                // 2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果
                int sum = 0;
                // 3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值
                int[] arr = new int[5];
                // 4.将键盘录入的数值存储到数组中
                for(int i = 0; i < arr.length; i++){ 
                    System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个整数:");
                    //arr[i] = 10;
                    arr[i] = sc.nextInt();
                }
        
                // 5.遍历数组，取出每一个元素，并求和
                for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
                    sum += arr[i];
                }
        
                // 6.输出总和
                System.out.println("sum:" + sum);
        
            }
        }

### 数组基本查找 ###

*  需求：  
    已知一个数组 arr = \{19, 28, 37, 46, 50\}; 键盘录入一个数据，查找该数据在数组中的索引，并在控  
    制台输出找到的索引值。
 *  思路：  
    1.定义一个数组，用静态初始化完成数组元素的初始化  
    2.键盘录入要查找的数据，用一个变量接收  
    3.定义一个索引变量，初始值为-1  
    4.遍历数组，获取到数组中的每一个元素  
    5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较，如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环  
    6.输出索引变量
 *  代码实现：
    
        public static void main(String[] args) { 
                // 1.定义一个数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
                int[] arr = { 19, 28, 37, 46, 50};
                // 2.键盘录入要查找的数据，用一个变量接收
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                System.out.println("请输入您要查找的元素:");
                int num = sc.nextInt();
                // 3.定义一个索引变量，初始值为-1
                // 假设要查找的数据, 在数组中就是不存在的
                int index = -1;
                // 4.遍历数组，获取到数组中的每一个元素
                for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
                    // 5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较，如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
                    if(num == arr[i]){ 
                        // 如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
                        index = i;
                        break;
                    }
                }
                // 6.输出索引变量
                System.out.println(index);
            }
        }

### 评委打分 ###

*  需求：在编程竞赛中，有6个评委为参赛的选手打分，分数为0-100的整数分。  
    选手的最后得分为：去掉一个最高分和一个最低分后 的4个评委平均值 (不考虑小数部分)。
 *  思路：  
    1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6  
    2.键盘录入评委分数  
    3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环  
    4.求出数组最大值  
    5.求出数组最小值  
    6.求出数组总和  
    7.按照计算规则进行计算得到平均分  
    8.输出平均分
 *  代码实现：
    
        public static void main(String[] args) { 
                // 1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6
                int[] arr = new int[6];
                // 2.键盘录入评委分数
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                // 3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环
                for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
                    System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个评委的打分:");
                    int score = sc.nextInt();
                    if(score >= 0 && score <= 100){ 
                        // 合法的分值
                        arr[i] = score;
                    }else{ 
                        // 非法的分值
                        System.out.println("您的打分输入有误, 请检查是否是0-100之间的");
                        i--;
                    }
                }
        
                // 4.求出数组最大值
                int max = arr[0];
                for (int i = 1; i < arr.length; i++) { 
                    if(max < arr[i]){ 
                        max = arr[i];
                    }
                }
        
                // 5.求出数组最小值
                int min = arr[0];
                for (int i = 1; i < arr.length; i++) { 
                    if(min > arr[i]){ 
                        min = arr[i];
                    }
                }
        
                // 6.求出数组总和
                int sum = 0;
                for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
                    sum += arr[i];
                }
        
                // 7.按照计算规则进行计算得到平均分
                int avg = (sum - max - min ) / 4;
        
                // 8.输出平均分
                System.out.println(avg);
            }
        }
 *

## 9 二维数组概述 ##

**概述 :** 二维数组也是一种容器，不同于一维数组，该容器存储的都是一维数组容器

### 9.1 二维数组动态初始化 ###

动态初始化格式：
    
    数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
    m表示这个二维数组，可以存放多少个一维数组
    n表示每一个一维数组，可以存放多少个元素

package com.itheima.demo;
    
    public class Demo1Array { 
        /* 动态初始化格式： 数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n]; m表示这个二维数组，可以存放多少个一维数组 n表示每一个一维数组，可以存放多少个元素 */
        public static void main(String[] args) { 
            // 数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
            int[][] arr = new int[3][3];
            /* [[I@10f87f48 @ : 分隔符 10f87f48 : 十六进制内存地址 I : 数组中存储的数据类型 [[ : 几个中括号就代表的是几维数组 */
            System.out.println(arr);
    
            /* 二维数组存储一维数组的时候, 存储的是一维数组的内存地址 */
            System.out.println(arr[0]);
            System.out.println(arr[1]);
            System.out.println(arr[2]);
    
            System.out.println(arr[0][0]);
            System.out.println(arr[1][1]);
            System.out.println(arr[2][2]);
    
            // 向二维数组中存储元素
            arr[0][0] = 11;
            arr[0][1] = 22;
            arr[0][2] = 33;
    
            arr[1][0] = 11;
            arr[1][1] = 22;
            arr[1][2] = 33;
    
            arr[2][0] = 11;
            arr[2][1] = 22;
            arr[2][2] = 33;
    
            // 从二维数组中取出元素并打印
            System.out.println(arr[0][0]);
            System.out.println(arr[0][1]);
            System.out.println(arr[0][2]);
            System.out.println(arr[1][0]);
            System.out.println(arr[1][1]);
            System.out.println(arr[1][2]);
            System.out.println(arr[2][0]);
            System.out.println(arr[2][1]);
            System.out.println(arr[2][2]);
        }
    }

### 9.2 二维数组访问元素的细节问题 ###

问题 : 二维数组中存储的是一维数组, 那能不能存入 \[提前创建好的一维数组\] 呢 ?

答 : 可以的

#### 代码实现 ####

package com.itheima.demo;
    
    public class Demo2Array { 
        /* 问题: 二维数组中存储的是一维数组, 那能不能存入 [提前创建好的一维数组] 呢 ? 答 : 可以的 */
        public static void main(String[] args) { 
            int[] arr1 = { 11,22,33};
            int[] arr2 = { 44,55,66};
            int[] arr3 = { 77,88,99,100};
    
            int[][] arr = new int[3][3];
    
            arr[2][3] = 100;
    
            arr[0] = arr1;
            arr[1] = arr2;
            arr[2] = arr3;
    
            System.out.println(arr[1][2]);
            System.out.println(arr[2][3]);
        }
    }

### 9.3 二维数组静态初始化 ###

**完整格式 :** 数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{ {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} 
    
    **简化格式 :**  数据类型[][] 变量名 = { {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...};

\*\*代码实现 : \*\*

package com.itheima.demo;
    
    public class Demo3Array { 
        /* 完整格式：数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{ {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...}; 简化格式: 数据类型[][] 变量名 = { {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...}; */
        public static void main(String[] args) { 
            int[] arr1 = { 11,22,33};
            int[] arr2 = { 44,55,66};
    
            int[][] arr = { { 11,22,33}, { 44,55,66}};
            System.out.println(arr[0][2]);
    
            int[][] array = { arr1,arr2};
            System.out.println(array[0][2]);
        }
    }

### 9.4 二维数组遍历 ###

**需求 :**

已知一个二维数组 arr = \{ \{11, 22, 33\}, \{33, 44, 55\}\};

遍历该数组，取出所有元素并打印

**步骤 :**

1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组
    2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素

**代码实现 :**

package com.itheima.test;
    
    public class Test1 { 
        /* 需求: 已知一个二维数组 arr = { {11, 22, 33}, {33, 44, 55}}; 遍历该数组，取出所有元素并打印 步骤: 1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组 2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素 */
        public static void main(String[] args) { 
            int[][] arr = { { 11, 22, 33}, { 33, 44, 55}};
    
            // 1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
                //System.out.println(arr[i]);
                // 2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素
                //int[] temp = arr[i];
                for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) { 
                    System.out.println(arr[i][j]);
                }
            }
        }
    }

### 9.5 二维数组求和 ###

**需求 :**

某公司季度和月份统计的数据如下：单位(万元)
    第一季度：22,66,44
    第二季度：77,33,88
    第三季度：25,45,65
    第四季度：11,66,99

**步骤 :**

1.  定义求和变量，准备记录最终累加结果
2.  使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
3.  遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
4.  输出最终结果

**代码实现 :**

package com.itheima.test;
    
    public class Test2 { 
        /* 需求: 某公司季度和月份统计的数据如下：单位(万元) 第一季度：22,66,44 第二季度：77,33,88 第三季度：25,45,65 第四季度：11,66,99 步骤: 1. 定义求和变量，准备记录最终累加结果 2. 使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来 3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和 4. 输出最终结果 */
        public static void main(String[] args) { 
            // 1. 定义求和变量，准备记录最终累加结果
            int sum = 0;
            // 2. 使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
            int[][] arr = {  { 22,66,44} , { 77,33,88} , { 25,45,65} , { 11,66,99}};
            // 3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
                for(int j = 0; j < arr[i].length; j++){ 
                    sum += arr[i][j];
                }
            }
            // 4. 输出最终结果
            System.out.println(sum);
        }
    }

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