从零开始学Java之一维数组的正确使用姿势

叁歲伎倆 2023-10-04 21:32 41阅读 0赞

## 前言 ##

在之前的文章中，**壹哥**给大家讲解了java里的顺序结构、分支结构、循环结构等内容，这些内容为我们之后的学习打下了坚实的基础。今天我们就开始学习一种新的知识点--数组，它是一种引用类型，也是一种集合。接下来，引用类型和集合都是我们要重点学习的内容，请大家做好准备哦。

\------------------------------**前戏已做完，精彩即开始**\----------------------------

全文大约【**3600】** 字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富案例及配图视频，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考......

## 一. 数组简介 ##

我们可以想一个问题，如果现在让你存储100个学生的数学成绩，你该怎么存储呢？难道要定义100个变量，每个变量代表一个学生的成绩吗？如果是存储1000个、10000个、乃至更多学生的成绩怎么办？如果是定义一个个变量进行存储，就太麻烦了，而且这也不符合项目开发时对复用性、可读性等方面的要求。所以我们肯定不能这么编程。那么现在解决的办法，就是可以使用”数组“来进行实现。

### 1. 概念 ###

**所谓的数组(Array)，就是数据的组合，简单地说就是一个存储容器，里面可以包含多个数据。该容器在内存中开辟了一块连续的存储空间，可以用来保存相同类型的多个数据。** 给大家举个栗子，下图的这个东西你见过吗？

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有的人说这不是鸡蛋吗？其实**壹哥**想让你看的是存储这些鸡蛋的”容器“--鸡蛋托！一个鸡蛋托有多个存储格子，每个格子只能存储一个鸡蛋，并且这些格子只能用来存储鸡蛋，不能存储其他的东西。一个鸡蛋托可以存储的鸡蛋数量是有限的，不能无限存储。

其实Java里的数组就类似于是”鸡蛋托“，数组中存储的数据元素就是一个个的”鸡蛋“。一个数组占据了内存中的一片连续空间，只能存储相同类型的数据，数组有一定的存储空间。我们在创建数组时，需要先声明数组的类型，之后该数组中只能存储指定类型的数据。

>  *  我们把存储在数组中的每一个数据，称为 **”数据元素“** 。这些数据元素会按着一定的顺序排列存储，并赋予每个数据元素对应的编号。我们可以直接通过编号(索引、下标)的方式来调用指定位置上的数据元素，查找速度会很快。
>  *  数组本身是引用类型，但数组中的数据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。
>  *  数组创建时需要指定一个名称，并会在内存中开辟一整块连续的内存空间，数组名引用的就是这块连续空间的**首地址**(第一个地址)。
>  *  数组创建后，长度一旦确定，就不能再被修改。

![format_png 1][]

### 2. 特点 ###

根据上述定义，**壹哥**给大家提取一下数组这种数据结构的特点：

>  *  **数组中保存的数据，其数据类型必须是相同；**
>  *  **数组的长度是固定的，一旦定义，其长度就不能被改变。**

### 3. 分类 ###

Java里的数组，按照不同的标准可以有多种划分方式。

>  *  **按照维度**：一维数组、二维数组、多维数组；
>  *  **按照数据类型**：基本类型元素的数组、引用类型元素的数组(即对象数组)。

### 4. 默认值 ###

数组本身是引用类型，它的元素相当于是类的成员变量，因此数组一经分配内存空间，其中的每个元素也会按照成员变量的方式被进行**隐式初始化**。这些不同类型的数据元素有着自己对应的默认值：

>  *  整型数组默认值：0；
>  *  浮点型数组默认值：0.0；
>  *  布尔类型数组默认值：false；
>  *  字符型数组默认值：0 或者' '或者 '\\u0000'；
>  *  **引用类型数组默认值：** **null** **。**

其中null是一种特殊的值，表示当前对象在内存中没有指向任何的地址。而""表示一个空字符串，在内存中是有对应的内存地址的。

### 5. 数组长度 ###

每个数组都有一个length属性，代表它的长度(元素个数)。例如`arr.length`指明数组arr的长度。**数组一旦初始化，其长度就是不可变的。**

### 6. 数组元素的引用 ###

我们在定义并用new运算符创建数组之后，才可以引用数组中的每个元素。引用数据元素的方式是：

> **数组名\[数组元素下标\]**

其中数组元素的下标也叫做索引。数组元素的下标可以是整型常量或整型表达式，如`a[3]、b[i]、c[6*i]`。另外数组元素的下标从0开始，所以一个长度为n的数组，其**合法的下标取值范围是**`0 —>n-1`。如`int a[]=new int[3];`可引用的数组元素是`a[0]、a[1]、a[2]`。

## 二. 数组初始化 ##

在Java中，数组必须先初始化，然后才可以使用。所谓的**初始化，就是为数组中的数组元素分配内存空间，并为每个数组元素赋初始值。**

Java的数组初始化有两种基本方式：**动态初始化与静态初始化**。我们在初始化数组时，**不要静态初始化和动态初始化同时使用。** 也就是说，不要在进行数组初始化时，既指定数组的长度，又为每个数组元素分配初始值。接下来**壹哥**分别利用这两种方式，给大家讲解数组的创建和初始化。

### 1. 动态初始化 ###

动态初始化，是指程序员只指定数组长度，由系统为数组元素分配初始值。

#### 1.1 基本语法 ####

数组在进行动态初始化时有两种写法，大家可以根据自己的编程习惯进行选择，没有孰优孰劣。

>  *  **写法1:** **数据类型\[\] 数组名 = new 数据类型\[长度\];**
> 
>  *  **写法2:** **数据类型 数组名\[\] = new 数据类型\[长度\];**

#### 1.2 案例代码 ####

/**
     * @author 一一哥Sun
     */
    public class Demo01 {
        public static void main(String[] args) {
    	//数组的动态初始化
    	//写法1: new用于创建一个对象
    	int[] arr = new int[3];
    		
    	//写法2
    	//int arr[] = new int[3];
    
    	//存储数据
    	arr[0] = 11;
    	arr[1] = 22;
    	arr[2] = 33;
    
    	//取数据，数组的下标从0开始
    	System.out.println("第一个元素为："+arr[0]);
    	System.out.println("第二个元素为："+arr[1]);
    	System.out.println("第三个元素为："+arr[2]);
    
    	//获取数据的长度
    	System.out.println("数组长度="+arr.length);
    
    	//错误：数组下标越界
    	//System.out.println(arr[3]);
        }
    }
    复制代码

在上述代码中，new是Java中的关键字，用来创建对象，我们以后会详细学习。

其中`new int[3];`中的3，表示这个数组的初始长度是3，只能存放3个数据。**我们在声明时在方括号中直接输入数组的长度，这种方式就叫做动态初始化**。**数组的长度一旦确定后，就不会再发生改变**。内部的数据元素可以通过索引进行添加，**arr\[\]数组中的数字就叫做索引**。

另外大家还注意，在Java中数组的下标是从0开始的。所以在一个长度为3的数组中，最后一个元素的下标为2，则取值时的格式是arr\[2\]，而不应该是arr\[3\]。否则会产生**数组下标越界异常”** **ArrayIndexOutOfBoundsException：: Index 3 out of bounds for length 3** **“** **，** 如下图所示：

![format_png 2][]

### 2. 静态初始化 ###

静态初始化，就是由程序员指定每个数组元素的初始值，由系统计算出数组的长度。

#### 2.1 基本语法 ####

数组在进行静态初始化时有三种写法，大家可以根据自己的编程习惯进行选择，同样没有孰优孰劣。简写的静态初始化，只能在一条语句完成，不能分割成两条语句。

>  *  **写法1：** **数据类型\[\] 数组名 = \{数据1,数据2,...\};**
> 
> --------------------
> 
>  *  **写法2：** **数据类型 数组名\[\] = \{数据1,数据2,...\};**
> 
> --------------------
> 
>  *  **写法3：** **数据类型\[\] 数组名 = new 数据类型\[\]\{数据1,数据2,...\};**

#### 2.2 案例代码 ####

/**
     * @author 一一哥Sun
     */
    public class Demo02 {
        public static void main(String[] args) {
    	//数组的静态初始化
    	//写法1
    	//引用类型的数组。声明数组后直接添加一个花括号{}，并在花括号中添加数据，就是静态初始化
    	String[] names = {"张三","李四","王五","一一哥"};
    	//写法2：
    	//String names[] = {"张三","李四","王五","一一哥"};
    	//写法3：
    	//String names[] = new String[]{"张三","李四","王五","一一哥"};
    		
    	// [Ljava.lang.String;@15db9742      内存地址
    	// System.out.println(names);
    
    	//操作数组
    	//存数据,新数据存入到原有的位置
    	names[0] = "yyg";
    	names[1] = "尼古拉斯";
    
    	//取数据
    	System.out.println("第二个元素："+names[1]);
    	System.out.println("第四个元素："+names[3]);
    
    	//获取数组的长度
    	System.out.println("数组的长度："+names.length);
        }
    }
    复制代码

在上述代码中，在声明完数组后，直接添加一个花括号\{\}，并在花括号中添加数据，这种方式就叫做静态初始化。

## 三. 数组取值与遍历 ##

### 1. 数组取值 ###

Java的数组是通过下标来取出和访问指定数据元素的，另外数组索引(下标、角标)从0开始，我们不能超出索引的范围，超过范围会出现java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException异常。如下所示：

//获取下标3对应的数据元素
     int num = arr[3];
    复制代码

### 2. 数组遍历 ###

所谓的遍历，就是将数组或集合中的每个数据元素，都挨个地获取到。接着我们就先定义一个数组，将数组中的每个数据元素利用循环遍历输出，这里我们可以使用for/while/foreach循环进行遍历。

在Java中，所有的数组都提供了一个length属性，我们可以通过这个属性来得到数组的长度，或者数组中元素的个数。

/**
     * @author 一一哥Sun
     */
    public class Demo03 {
        public static void main(String[] args) {
    	//数组的遍历
    	//定义一个整型数组
    	int[] nums = {10,9,17,18,22,34};
    
    	//遍历方式一：遍历输出数组中的每个元素。以nums.length数组的长度做为循环的判断条件
    	for(int i = 0; i < nums.length; i++) {
                //nums[i]表示数组中的每一个元素
                System.out.println(nums[i]);
    	}
        	System.out.println("==========华丽分割线==========");
            
            //遍历方式二：利用增强for循环进行遍历
    	for (int num : nums) {
                System.out.println(num);
    	}
        }
    }
    复制代码

大家注意，我们在使用增强for循环进行遍历时，在`for (int num : nums)`循环中，变量num是数组nums里的数据元素，而不是索引。foreach循环比普通的for循环更加简洁，但foreach循环无法拿到数组的索引。因此在开发时，你到底使用哪一种循环，要取决于实际的开发需求。

### 3. 数组赋值 ###

定义一个数据元素为空的数组，从控制台接收数字，存入到数组中，并将该数组中的每个元素遍历输出。

/**
     * @author 一一哥Sun
     */
    public class Demo04 {
        public static void main(String[] args) {
    	Scanner sc = new Scanner(System.in);
    	//定义一个新的数组,暂时未赋值
    	int[] nums = new int[4];
    	//遍历数组，给数组中的每个元素赋值
    	for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                System.out.println("请输入第"+(i+1)+"个元素");
                //将输入的每个数值，赋值到数组的第i个位置上
                nums[i] = sc.nextInt();
    	}
    
    	System.out.println("数组遍历结果为：");
    	//数组遍历
    	for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                System.out.println(nums[i]);
    	}
        }
    }
    复制代码

\------------------------------**正片已结束，来根事后烟**\----------------------------

## 四. 结语 ##

至此，**壹哥**就把一维数组的创建及遍历等内容给大家介绍完毕了，现在你知道数组有什么作用了吗？在下一篇文章中，**壹哥**会继续给大家介绍数组的扩容、缩容等内容，敬请关注哦。

另外如果你独自学习觉得有很多困难，可以加入**壹哥**的学习互助群，大家一起交流学习。

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