05-02 Java 一维数组、内存分配、数组操作

数组的定义

动态初始化

/*
数组:存储同一种数据类型的多个元素的容器。

定义格式：
A:数据类型[] 数组名;
B:数据类型 数组名[];

举例：
A:int[] a; 定义一个int类型的数组a变量
B:int a[]; 定义一个int类型的a数组变量

注意：效果可以认为是一样的，都是定义一个int数组，但是念法上有些小区别。推荐使用第一种。

如何对数组进行初始化呢?
A:何谓初始化呢? 就是为数组开辟内存空间，并为每个数组元素赋予值
B:有几种方式呢?
a:动态初始化 只指定长度，由系统给出初始化值
b:静态初始化 给出初始化值，由系统决定长度

动态初始化的格式：
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];

举例：
int[] arr = new int[3];

如何获取数组中的元素呢?
通过:
数组名[索引]
索引其实就是每个元素的编号，从0开始，最大索引是数组的长度-1。
*/
class ArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
//定义一个数组
//int[] a;
//可能尚未初始化变量a
//System.out.println(a);

int[] arr = new int[3];
/*
左边：
int:说明数组中的元素的数据类型是int类型
[]:说明这是一个数组
arr:是数组的名称

右边：
new:为数组分配内存空间。
int:说明数组中的元素的数据类型是int类型
[]:说明这是一个数组
3:数组长度，其实也就是数组中元素的个数
*/

System.out.println(arr); //[I@175078b 地址值。
//我要地址值没有意义啊，我就要数据值，怎么办呢?
//不用担心，java为你考虑到了。
//其实数组中的每个元素都是有编号的，并且是从0开始。最大编号是数组的长度-1。
//用数组名和编号的配合就可以获取数组中的指定编号的元素。这个编号的专业叫法：索引
//通过数组名访问数据的格式是：数组名[索引];
System.out.println(arr[0]);//0
System.out.println(arr[1]);//0
System.out.println(arr[2]);
}
}

Java中的内存分配图：



数组的内存图解---- 一个数组



数组的内存图解 ----- 2个数组



数组内存图解 ---- 3个数组

/*
定义第一个数组,定义完毕后，给数组元素赋值。赋值完毕后，在输出数组名称和元素。
定义第二个数组,定义完毕后，给数组元素赋值。赋值完毕后，在输出数组名称和元素。
定义第三个数组,把第一个数组的地址值赋值给它。(注意类型一致)，通过第三个数组的名称去把元素重复赋值。
最后，再次输出第一个数组数组名称和元素。
*/
class ArrayDemo4 {
public static void main(String[] args) {
//定义第一个数组
int[] arr = new int[3];
arr[0] = 88;
arr[1] = 33;
arr[2] = 66;
System.out.println(arr);
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
System.out.println("----");

//定义第二个数组
int[] arr2 = new int[3];
arr2[0] = 22;
arr2[1] = 44;
arr2[2] = 55;
System.out.println(arr2);
System.out.println(arr2[0]);
System.out.println(arr2[1]);
System.out.println(arr2[2]);
System.out.println("----");

//定义第三个数组
int[] arr3 =  arr;
arr3[0] = 100;
arr3[1] = 200;
System.out.println(arr);
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
}
}

3个数组内存图解：



数组的静态初始化、及内存分配

静态初始化

/*
数组的静态初始化：
格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,…};
简化格式：
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,…};

举例：
int[] arr = new int[]{1,2,3};

简化后：

int[] arr = {1,2,3}; //这里是大括号

注意事项：
不要同时动态和静态进行。
如下格式：
int[] arr = new int[3]{1,2,3}; //错误
*/
class ArrayDemo5 {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {1,2,3};

System.out.println(arr);
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
}
}

静态初始化、及内存图：



数组操作中两个小问题：越界和空指针

/*
数组操作的两个常见小问题：
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组索引越界异常
原因：你访问了不存在的索引。

NullPointerException:空指针异常
原因：数组已经不在指向堆内存了。而你还用数组名去访问元素。

作用：请自己把所有的场景Exception结尾的问题总结一下。以后遇到就记录下来。
现象，原因，解决方案。
*/
class ArrayDemo6 {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {1,2,3};

//System.out.println(arr[3]);

//引用类型的常量：空常量 null
arr = null;
System.out.println(arr[0]);
}
}

数组操作

数组遍历：

/*
数组遍历：就是依次输出数组中的每一个元素。

注意：数组提供了一个属性length，用于获取数组的长度。
格式：数组名.length
*/
class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {11,22,33,44,55};

//获取每一个元素
//如何获取呢?我们知道数组名结合编号(索引)就可以找到数据
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]);
System.out.println("--------------------");

//虽然这种做法可以，但是不是我想要的
//我们发现，代码的重复度很高
//输出语句，数组名都是相同的，仅仅是索引是变化的
//我们就可以使用循环搞定索引值
for(int x=0; x<5; x++) {
//x=0,1,2,3,4
System.out.println(arr[x]);
}
System.out.println("--------------------");

//从0开始我们是明确的，但是为什么到5呢，我们是数了一下数组的个数
//继续看下个数组如何遍历
int[] arr2 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2,2,3,4,5,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8};
//而我们在很多时候，数组的元素不能靠数
//这个时候，数组就给我们提供了一个属性：length专门用于获取数组的长度
//格式：数组名.length 返回数组的长度
System.out.println(arr.length);
System.out.println(arr2.length);
System.out.println("--------------------");

//改进第一个程序
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
System.out.println(arr[x]);
}
System.out.println("--------------------");

//我们如果想要对多个数组进行遍历，每个数组的遍历我们都把代码写一遍，麻烦不
//麻烦，所以，我们准备用方法改进。
//用方法改进后，请调用
printArray(arr);
System.out.println("--------------------");
printArray(arr2);
System.out.println("--------------------");
printArray2(arr);
}

/*
遍历数组的方法

两个明确：
返回值类型：void
参数列表：int[] arr
*/
public static void printArray(int[] arr) {
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
System.out.println(arr[x]);
}
}

//请看改进版本
public static void printArray2(int[] arr) {
System.out.print("[");
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(x == arr.length-1) { //这是最后一个元素
System.out.println(arr[x]+"]");
}else {
System.out.print(arr[x]+", ");
}
}
}
}

数组取最值：

/*
数组获取最值(获取数组中的最大值最小值)

分析：
A:定义一个数组，并对数组的元素进行静态初始化。
B:从数组中任意的找一个元素作为参照物(一般取第一个),默认它就是最大值。
C:然后遍历其他的元素，依次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小，就离开。
D:最后参照物里面保存的就是最大值。
*/
class ArrayTest2 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个数组
int[] arr = {34,98,10,25,67};

//调用方法
int max = getMax(arr);
System.out.println("max:"+max);

//请获取数组中的最小值
int min = getMin(arr);
System.out.println("min:"+min);
}

/*
需求：获取数组中的最大值
两个明确：
返回值类型：int
参数列表：int[] arr
*/
public static int getMax(int[] arr) {
//从数组中任意的找一个元素作为参照物
int max = arr[0];
//然后遍历其他的元素
for(int x=1; x<arr.length; x++) {
//依次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小，就离开。
if(arr[x] > max) {
max = arr[x];
}
}
//最后参照物里面保存的就是最大值。
return max;
}

public static int getMin(int[] arr) {
//从数组中任意的找一个元素作为参照物
int min = arr[0];
//然后遍历其他的元素
for(int x=1; x<arr.length; x++) {
//依次获取和参照物进行比较，如果小就留下来，如果大，就离开。
if(arr[x] < min) {
min = arr[x];
}
}
//最后参照物里面保存的就是最小值。
return min;
}
}

数组元素逆序 (就是把元素对调)：

/*
数组元素逆序 (就是把元素对调)

分析：
A:定义一个数组，并进行静态初始化。
B:思路
把0索引和arr.length-1的数据交换
把1索引和arr.length-2的数据交换
...
只要做到arr.length/2的时候即可。
*/
class ArrayTest3 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个数组，并进行静态初始化。
int[] arr = {12,98,50,34,76};

//逆序前
System.out.println("逆序前：");
printArray(arr);

//逆序后
System.out.println("逆序后：");
//reverse(arr);
reverse2(arr);
printArray(arr);
}

/*
需求：数组逆序
两个明确：
返回值类型：void (有人会想到应该返回的是逆序后的数组，但是没必要，因为这两个数组其实是同一个数组)
参数列表：int[] arr
*/
public static void reverse(int[] arr) {
/*
//第一次交换
int temp = arr[0];
arr[0] = arr[arr.length-1-0];
arr[arr.length-1-0] = temp;

//第二次交换
int temp = arr[1];
arr[1] = arr[arr.length-1-1];
arr[arr.length-1-1] = temp;

//第三次交换
int temp = arr[2];
arr[2] = arr[arr.length-1-2];
arr[arr.length-1-2] = temp;
*/
//用循环改进
/* for(int x=0; x<arr.length/2; x++) {
int temp = arr[x];
arr[x] = arr[arr.length-1-x];
arr[arr.length-1-x] = temp;
} */
}

//数组逆序方法
public static void reverse2(int[] arr) {
for(int start=0,end=arr.length-1; start<=end; start++,end--) {
int temp = arr[start];
arr[start] = arr[end];
arr[end] = temp;
}
}

//遍历数组
public static void printArray(int[] arr) {
System.out.print("[");
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(x == arr.length-1) { //这是最后一个元素
System.out.println(arr[x]+"]");
}else {
System.out.print(arr[x]+", ");
}
}
}
}

数组操作--基本查找

/*
需求：数组元素查找(查找指定元素第一次在数组中出现的索引)

分析：
A:定义一个数组，并静态初始化。
B:写一个功能实现
遍历数组，依次获取数组中的每一个元素，和已知的数据进行比较
如果相等，就返回当前的索引值。
*/
class ArrayTest5 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个数组，并静态初始化
int[] arr = {200,250,38,888,444};

//需求：我要查找250在这个数组中第一次出现的索引
int index = getIndex(arr,250);
System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是："+index);

int index2 = getIndex2(arr,250);
System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是："+index2);

int index3 = getIndex2(arr,2500);
System.out.println("2500在数组中第一次出现的索引是："+index3);
}

/*
需求：查找指定数据在数组中第一次出现的索引
两个明确：
返回值类型：int
参数列表：int[] arr,int value
*/
public static int getIndex(int[] arr,int value) {
//遍历数组，依次获取数组中的每一个元素，和已知的数据进行比较
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(arr[x] == value) {
//如果相等，就返回当前的索引值。
return x;
}
}

//目前的代码有一个小问题
//就是假如我要查找的数据在数组中不存在，那就找不到，找不到，你就对应的返回吗?
//所以报错。

//只要是判断，就可能是false，所以大家要细心。

//如果找不到数据，我们一般返回一个负数即可，而且是返回-1
return -1;
}

//正确写法
public static int getIndex2(int[] arr,int value) {
//定义一个索引
int index = -1;

//有就修改索引值
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(arr[x] == value) {
index = x;
break;
}
}

//返回index
return index;
}
}