六、数组
6.1 数组的定义和访问
6.1.1 数组的概念
数组的概念：数组就是存储数据长度固定（长度不可变）的容器，保证多个数据的数据类型要一致。
ArrayList 的内部就是用数组实现的，查看 ArrayList 源码：
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
* will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*
* @serial
*/
private int size;
数组是一个对象，它包含了一组固定数量的元素，并且这些元素的类型是相同的。数组会按照索引的方式将元素放在指定的位置上，意味着我们可以通过索引来访问这些元素。在 Java 中，索引是从 0 开始的。
6.1.2 数组的定义（三种）
-
格式一：
数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度]； int[] arr = new int[3]; // 跟在关键字后面，使用频率更高 int arr[] = new int[3]; // 跟在变量名后面创建数组时使用了 new 关键字，这就说明数组的确是一个对象，因为基本数据类型的创建时不需要 new 关键字的。在创建完一个数组后，数组中的每个元素都会被初始化为默认值，int 类型的就为 0，Object 类型的就为 null，浮点数类型就为 0.0。
数组存储的数据类型：创建的数组容器可以存储什么数据类型。
[ ]:表示数组。
数组名字：为定义的数组起个变量名，满足标识符规范，可以使用名字操作数组。
new：关键字，创建数组使用的关键字。
数组存储的数据类型：创建的数组容器可以存储什么数据类型。
[长度]：数组的长度，表示数组容器中可以存储多少个元素。
注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。
（和水杯道理相同，买了一个2升的水杯，总容量就是2升，不能多也不能少。） -
格式二：
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...}; int[] arr = new int[]{1,2,30}; -
格式三：
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...}; int[] arr = {1,2,3,4,5};
6.1.3 数组的访问
-
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。
索引为什么从 0 开始？Java 是基于 C/C++ 语言实现的，而 C 语言的下标是从 0 开始的，所以 Java 就继承了这个良好的传统习惯。C 语言有一个很重要的概念叫做
指针，它实际上是一个偏移量，距离开始位置的偏移量，第一个元素就在开始的位置，它的偏移量就为 0，所以索引就为 0。
还有另外一种说法，就是早期的计算机资源比较匮乏，0 作为起始下标相比较于 1 作为起始下标的编译效率更高。 -
格式：
数组名[索引]如果索引的值超出了数组的界限，就会抛出
ArrayIndexOutOfBoundException异常。数组的索引是从 0 开始的，那就说明到数组的length - 1结束，只要不使用超出这个范围内的索引访问数组，就不会抛出数组越界异常。 -
数组的长度属性：每个数组都具有长度，而且是固定的，Java 中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为：数组名.length，属性 length 的执行结果是数组的长度，int 类型结果。由此可以推断出，数组的最大索引值为 数组名.length-1。
public static void main(String[]args){ int[]arr=newint[]{1,2,3,4,5};//打印数组的属性，输出结果是5 System.out.println(arr.length); } -
通过索引访问数组中的元素：
数组名[索引] = 数值; // 为数组中的元素赋值 变量 = 数组名[索引]; // 获取出数组中的元素public static void main(String[]args){ // 定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5 int[] arr = {1,2,3,4,5}; // 为0索引元素赋值为6 arr[0]=6; // 获取数组0索引上的元素 int i = arr[0]; System.out.println(i); // 6 // 直接输出数组0索引元素 System.out.println(arr[0]); // 6 }
6.2 数组原理内存图
6.2.1 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。
6.2.2 java虚拟机的内存划分
-
JVM的内存划分：
区域名称 作用 寄存器 给 CPU 使用，和我们开发无关。 本地方法栈 JVM 在使用操作系统功能的时候使用，和我们开发无关。 方法区 存储可以运行的class文件。 堆内存 存储对象或者数组，new 来创建的，都存储在堆内存。 方法栈 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。 -
数组在内存中的存储
-
一个数组内存图
public static void main(String[]args){ int[] arr = newint[3]; System.out.println(arr);// [I@5f150435是数组在内存中的地址。 // new出来的内容，都是在堆内存中存储的，而方法中的变量 arr 保存的是数组的地址。 }
-
两个数组内存图
public static void main(String[]args){ int[] arr = new int[3]; int[] arr2 = new int[2]; System.out.println(arr); System.out.println(arr2); }
-
两个变量指向一个数组
public static void main(String[]args){ //定义数组，存储3个元素 int[] arr = new int[3]; //数组索引进行赋值 arr[0] = 5; arr[1] = 6; arr[2] = 7; //输出3个索引上的元素值 System.out.println(arr[0]);//5 System.out.println(arr[1]);//6 System.out.println(arr[2]);//7 //定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2 int[] arr2 = arr; arr2[1] = 9; System.out.println(arr[1]);//9 }
-
6.3 数组的常见操作
6.3.1 数组异常操作
-
数组越界异常
public static void main(String[]args){ int[] arr = {1,2,3}; System.out.println(arr[3]);// 数组索引只有0-2,3>2数组下标越界异常 }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。
-
数组空指针异常
public static void main(String[]args){ int[] arr = {1,2,3}; arr = null; System.out.println(arr[0]);//数组置空，报空指针异常 }空指针异常在内存图中的表现：
6.3.2 数组遍历【重点】
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 static void main(String[]args){
int[] arr = {1,2,3,4,5};
for(int i=0;i<arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
}
-
数组获取最大值元素
-
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public static void main(String[]args){ int[] arr = {5,15,2000,10000,100,4000}; //定义变量，保存数组中0索引的元素 int max = arr[0]; //遍历数组，取出每个元素 for(int i = 0;i < arr.length;i++){ //遍历到的元素和变量max比较 //如果数组元素大于max if(arr[i] > max){ //max记录最大值 max = arr[i]; } } System.out.println("数组最大值是："+max); }
-
-
数组反转
数组的反转：数组中的元素颠倒顺序，例如原始数组为1,2,3,4,5，反转后的数组为5,4,3,2,1
实现思想：数组最远端的元素互换位置。
实现反转，就需要将数组最远端元素位置交换
定义两个变量，保存数组的最小索引和最大索引
两个索引上的元素交换位置
最小索引++，最大索引–，再次交换位置
最小索引超过了最大索引，数组反转操作结束
public static void main(String[]args){ int[] arr = {1,2,3,4,5}; /*循环中定义变量min=0最小索引 max=arr.length‐1最大索引 min++,max‐‐*/ for(int min = 0,max = arr.length‐1;min <= max;min++,max‐‐){ // 利用第三方变量完成数组中的元素交换 int temp = arr[min]; arr[min] = arr[max]; arr[max] = temp; } // 反转后，遍历数组 for(int i = 0;i < arr.length;i++){ System.out.println(arr[i]); } }
6.3.3 for each循环
for each 是一种功能很强的循环结构，可以用来以此处理数组（或者其他元素集合）中的每个元素，而不必考虑指定下标值。
for(数据类型 变量 : collection){
statement;
}
它定义一个变量用于暂存集合中的每一个元素，并执行相应的语句或语句块。collection 集合表达式必须是 一个数组或者是一个实现了 Iterable 接口的类对象（像ArrayList）。
/**
* @author QHJ
* @date 2022/8/7 17:10
* @description: 数组
*/
public class ArraysTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 4, 5, 10, 89};
for (Integer a : arr) {
System.out.println(a);
}
// 打印数组中的所有值
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [1, 4, 5, 10, 89]
}
}
注意：for each 循环语句的循环变量将会遍历数组中的每个元素，而不是下标值。
Arrays.toString() 方法可以直接返回一个包含数组元素的字符串，这些元素包围在中括号内，并用逗号分隔。
6.3.4 数组拷贝
在 Java 中，允许将一个数组变量拷贝到另一个数组变量。
拷贝规则：
-
直接赋值
int[] luckyNumbers = smallPrimes; luckyNumbrs[5] = 12;这时的两个变量将引用同一个数组。
-
拷贝方法
调用 Arrays 类的 copyof() 方法，这个方法通常用来增加数组的大小。
int[] copyLuckyNumbrs = Arrays.copyOf(luckyNumbers, luckyNumbers.length);第 2 个参数是新数组的长度。如果数组元素是数值型，额外的元素将被赋值为0；如果数组元素是布尔类型，额外的元素将被赋值为 false。相反，如果长度小于原始数据，则只拷贝前面的值。
6.3.5 数组排序
如果想要对数值型数组进行排序，可以使用 Arrays 类中的 sort ()方法。
int[] a = nw int[1000];
Arrays.sort(a);
这个方法使用了优化的快速排序算法，对于大多数数据集合来说都是效率比较高的。
6.3.6 打印数组
-
第一种
Arrays.stream(varargs).forEach(s -> System.out.print(s + " ")); -
第二种
Stream.of(varargs).forEach(System.out::println); -
第三种
Arrays.stream(varargs).forEach(System.out::println);
-
第四种
System.out.println(Arrays.toString(varargs));Arrays.toString()可以将任意类型的数组转成字符串，包括基本类型数组和引用类型数组，该方法有很多中重载形式：
6.4 数组作为方法参数和返回值
6.4.1 数组作为方法参数
-
数组作为方法参数传递，传递的参数是数组内存的地址。
public static void main(String[]args){ int[] arr = {1,3,5,7,9}; // 调用方法，传递数组 printArray(arr); } /*创建方法，方法接收数组类型的参数进行数组的遍历*/ public static void printArray(int[]arr){ for(int i = 0;i < arr.length;i++){ System.out.println(arr[i]); } }
-
可变参数传递
在 Java 中，
可变参数用于将任意数量的参数传递给方法。方法可以接收任意数量的指定数据类型的参数，可以是 0 个或者 1 个。本质上，可变参数就是把多个参数放入数组中，在方法中获取参数就需要遍历数组来获取参数的值。/** * @author QHJ * @date 2022/8/23 10:00 * @description: 可变参数测试 */ public class ListTest { public static void main(String[] args) { ListTest listTest = new ListTest(); // String类型参数 String[] anStringArray = new String[]{"青花椒1", "程序猿1"}; listTest.varargsMethod(anStringArray); listTest.varargsMethod("青花椒2", "程序猿2"); // int类型参数 int[] anIntArray = new int[]{1, 10}; listTest.varargsMethod(anIntArray); listTest.varargsMethod(2, 20); } void varargsMethod(String... varargs){ System.out.println(Arrays.asList(varargs)); } void varargsMethod(int... varargs){ fArrays.stream(varargs).forEach(s -> System.out.print(s + " ")); } }查看结果：
6.4.2 数组作为方法返回值
数组作为方法的返回值，返回的是数组的内存地址。
public static void main(String[]args){
// 调用方法，接收数组的返回值
// 接收到的是数组的内存地址
int[] arr = getArray();
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
}
/*创建方法，返回值是数组类型
return返回数组的地址*/
public static int[] getArray(){
int[] arr = {1,3,5,7,9};
//返回数组的地址，返回到调用者
return arr;
}
6.4.3 方法的参数类型区别
public static void main(String[]args){
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a);//1
System.out.println(b);//2
// 基本数据类型相当于复制副本，副本中的值改变但是原来的不变
change(a,b);
System.out.println(a);//1
System.out.println(b);//2
}
public static void change(int a,int b){
a = a + b;
b = b + a;
}
public static void main(String[]args){
int[] arr = {1,3,5};
System.out.println(arr[0]);//1
// 引用数据类型传递的是地址，都发生改变
change(arr);
System.out.println(arr[0]);//200
}
public static void change(int[]arr){
arr[0] = 200;
}
总结（重难点）:
①方法的参数为基本类型时,传递的是数据值，只传数据值，相当于复制一个副本，改变数值时只可以改变现在的数据而原来的数据不变.
②方法的参数为引用类型时,传递的是地址值，改变数值时原来和现在的值都改变.
这与全局变量还是局部变量无关，只与数据类型相关！
![[MAUI]在.NET MAUI中实现可拖拽排序列表](https://img2023.cnblogs.com/blog/644861/202308/644861-20230815143121709-764357352.gif)
