java学习-04_数组

水深无声 2022-10-30 09:23 155阅读 0赞

## 1.数组 ##

### 1.1 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。

### 1.2 数组的定义格式 ###

#### 1.2.1 第一种格式 ####

数据类型\[\] 数组名

示例：

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

#### 1.2.2 第二种格式 ####

数据类型 数组名\[\]

示例：

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

### 1.3 数组的动态初始化 ###

#### 1.3.1 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

#### 1.3.2 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];

#### 1.3.3 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);
    
        }
    }

### 1.4 数组元素访问 ###

#### 1.4.1 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。

#### 1.4.2访问数组元素格式 ####

数组名[索引];

#### 1.4.3示例代码 ####

package com.itheima.array;
    
    public class Demo3ArrayIndex { 
        /* 数组动态初始化: 初始化的时候, 手动指定数组长度, 系统会为数组容器分配初始值. 数组的元素访问格式: 数组名[索引] 索引: 数组中数据的编号方式, 编号从0开始 作用: 访问数组容器中的空间位置 注意: 数组在创建完毕后, 即使没有赋值, 也可以取出, 但取出的元素都是默认初始化值. */
        public static void main(String[] args) { 
            int[] arr = new int[3];         // 0 1 2
            System.out.println(arr);        // 数组的内存地址 [I@10f87f48
    
            // 数组名[索引] 访问数组容器中的空间位置
            System.out.println(arr[0]);     // 0 系统自动分配的默认初始化值
            System.out.println(arr[1]);
            System.out.println(arr[2]);
    
            System.out.println("--------------");
    
            // 数组名[索引]
            arr[0] = 11;
            arr[1] = 22;
            arr[2] = 33;
    
            System.out.println(arr[0]);
            System.out.println(arr[1]);
            System.out.println(arr[2]);
        }
    }

### 1.5 内存分配 ###

#### 1.5.1 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。

#### 1.5.2 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>

### 1.6 Java内存分配-一个数组内存图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW4xMDQyMjQ2NjEy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

### 1.7 两个数组内存图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW4xMDQyMjQ2NjEy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

### 1.8 多个数组指向相同内存图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW4xMDQyMjQ2NjEy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

### 1.9 数组的静态初始化 ###

#### 1.9.1 什么是静态初始化 ####

在创建数组时，直接将元素确定

#### 1.9.2 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,...};

#### 1.9.3示例代码 ####

package com.itheima.array2;
    
    public class Demo1Array { 
        /* 数组静态初始化 : 初始化时指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度 完整格式: 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...}; 简化格式: 数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...}; */
        public static void main(String[] args) { 
            // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
            int[] arr = new int[]{ 11,22,33};
            System.out.println(arr[0]);
            System.out.println(arr[1]);
            System.out.println(arr[2]);
    
            // 数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
            int[] arr2 = { 44,55,66};
            System.out.println(arr2);
            System.out.println(arr2[0]);
            System.out.println(arr2[1]);
            System.out.println(arr2[2]);
    
        }
    }

### 1.10 数组操作的两个常见问题 ###

#### 1.10.1 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！

#### 1.10.2 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！

### 1.11 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]);
                }
            }
        }

### 1.12 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);
            }
        }

### 1.13 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);
        
            }
        }

### 1.14 数组基本查找【应用】 ###

*  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);
            }
        }

### 1.15 评委打分【应用】 ###

*  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);
            }
        }

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