初识Java语言- 数组

Posted 2021-09-01 飞人01_01

文章目录

• • 一、数组的概念
  • 二、声明数组
  • 三、访问数组元素
  • 四、数组拷贝与排序
  • • 拷贝与排序
    • 深拷贝与浅拷贝的区别
  • 五、二维数组以及存储形式

往期文章
一、 初识java数据类型以及运算符（力作）
二、 Java中方法的概念以及递归的讨论

一、数组的概念

数组是存储相同类型值的序列。

数组是一种数据结构，用来存储同一类型值的集合。通过一个整形下标（索引）可以访问数组中的每一个值。

二、声明数组

数组的声明，分为两种： 静态的声明 和 动态的声明。

静态： int[] arr = {1,2,3,4,5};

动态： int[] arr = new int[] {1,2,3,4,5}; 或者这样 ： int[] arr = new int[5]; 开辟5个整形内存空间。

注释： int[] , 是这个变量的类型名 ，静态的声明，大括号里直接给的数组，并没有new一块空间，这样的声明，是根据大括号里面的元素个数，来决定这个数组的大小； new int[5] ,会在堆上创建5个int类型的内存空间，并且初始化为0。一旦创建了数组，即就是它的数组长度已经确定了，不能再更改。只能修改数组里面的元素。

​ 在java中，允许长度为0的数组， new elementType[0]。 这样的形式，可能会在以后遇到，切记，长度为0的数组和null是有区别的！！！

切记： arr变量名，是栈上的一块空间。而new int[] , 是在堆上的一块空间。arr里面只是存储了堆上这块空间的首元素地址。

三、访问数组元素

前面的数组的下边范围是0 ~ 4， 而不是1 ~ 5。一旦创建了数组，就可以往数组里面填充元素，如下

int[] arr = new int[0]; 
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    arr[i] = i;
}

数值类型的数组会初始化为0，boolean数组初始化为false，而引用类型的数组，会初始化为null，而非空串。

如果下标不在数组下标的范围内，就会发生数组越界异常，

int[] arr = new int[5];
for (int i = 0; i < 6; i++) {
    arr[i] = i;  //此时下标i会变成5，arr[5]就会越界
}

所以java中自带了一个获取数组的长度， 就是 数组名.length，它可以自动获取数组的长度。除了这这样的访问方式，我们还有一种增强for循环。如下

int[] arr = {1,2,3,4,5};
for (int data : arr) {
    System.out.println(data);
}

这种循环，不必考虑指定下标值。格式为 for (元素类型 元素 ： 数组名)。 元素类型指的是： 这个数组里面存储的元素的类型 ； 元素： 它会将数组的每一个元素暂时存储在这里，用于直接打印或者做其他的事情； 数组名： 就是需要操作的对象。

这个循环应该读作“循环arr中的每一个元素“（for each element in arr）。增强for循环语句显得更加简洁，更不容易出错，因为你不必为下标的起始值和终止值而操心。

注释： 增强for循环语句的循环变量将会遍历数组的每个元素，而不是下标值。

技巧： 有一个更简单的方式可以打印数组中的所有值，即利用Arrays类中的toString方法。调用Arrays.toString(arr),将返回一个包含数组元素的字符串，这些元素包含在括号里面，并且以逗号隔开。

四、数组拷贝与排序

拷贝与排序

请问，这样算拷贝了一个数组吗？

int[] arr1 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int[] arr2 = arr1;  //这样算拷贝了吗？

其实并没有，好好看一下上文中的声明数组的内存图。我们就知道，其实arr1存储的只是一个内存地址，我们直接将这个地址赋值给了arr2，此时，达到的效果是 arr1 和arr2，两个变量都指向同一块内存空间，并没有拷贝出一个新的数组。

拷贝的方式：

1. Arrays.copyOf(被拷贝数组， 新数组的长度)，返回值就是一个新数组的地址。

   

   int[] arr = {1,2,3,4,5};
   int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, 5);
   

   此时我们再往深处查看，Arrays.copyOf()，底层是怎么实现的？

   

   Arrays.copyOf(),底层调用了一个System.arraycopy（），这个方法是被 native修饰的。也被称为本地方法。

   问： native是什么？

   答： JVM 是一个基于 C++ 实现的程序.。在 Java 程序执行过程中, 本质上也需要调用 C++ 提供的一些函数进行和操作系统底层进行一些交互。 因此在 Java 开发中也会调用到一些 C++ 实现的函数。这里的 Native 方法就是指这些 C++ 实现的, 再由 Java 来调用的函数

2. Arrays.copyOfRange(被拷贝数组， 左下标， 右下标)。切记这里拷贝的范围是 [左下标， 右下标），也就是说，这里是左闭右开区间。

   ·

3. 要想对数组里面的元素进行排序，也可以使用Arrays里面的sort方法。这个方法使用了优化的快速排序算法。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。

   Arrays.sort(被排序的数组)。（升序）

   

深拷贝与浅拷贝的区别

上面，我们讲完了数组的拷贝，大家想没想过上面的拷贝是深拷贝还是浅拷贝？

何为深拷贝？何为浅拷贝？

深拷贝指的是： 我拷贝一个数据后，此时一个是原数据，一个是拷贝的数据。如果此时我们去修改拷贝的数据，看是否会影响原数据的内容。 如果不影响原数据的内容就是深拷贝。反之就是浅拷贝。 举例：

上图所示的就是，上文中拷贝的数据，拷贝的是基本数据类型，所以拷贝后，数据存储一块新的内存区域中，此时我们去修改newArr指向的内存空间的数据，是不会影响到arr数组的数据的。此时我们就叫做深拷贝。

此时如果去修改s字符串里面的内容，那么newS字符串里面的内容也会被修改。这就是浅拷贝。

总结： 当面试官问你拷贝的数据是深拷贝还是浅拷贝时。你该怎么回答？

拷贝的对象是什么？

​ 假设1： 引用数据类型： 只是单纯的使用拷贝的方法进行拷贝，就是浅拷贝。如果拷贝方法本身就处理了深拷贝的情况，就是深拷贝。

​ 假设2： 基本数据类型： 深拷贝。

五、二维数组以及存储形式

二维数组，也被称为矩阵。可以使用两个下标值进行访问。二维数组的本质其实还是一维数组, 由一维数组 组成。

在Java中，声明一个二维数组非常简单，如下：

int[][] array1 = new int[3][]; //合法的
int[][] array2 = new int[3][3];

和一维数组的声明差不多。但是这里需要注意的是： 在C语言中，二维数组的声明，可以省略行的大小，但是在Java中，只能省略列的大小。

二维数组的存储形式：与C语言二维数组的存储形式不一样。

C语言二维数组内存区域：

要想遍历二维数组，其实跟一维数组的遍历方式差不多：

1. //普通for循环
   int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
   for (int i = 0; i < array.length; i++) {
       for (int j = 0; j < array[0].length; j++) {
           System.out.print(array[i][j] + " ");
       }
   }
   

2. //增强for循环
   int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
   for (int[] row : array) { //此时每一个元素，其实就是一个 一维数组。  对比上面的内存分布图
       for (int data : row) {
           System.out.print(data + " ");
       }
   }
   

   要想像一维数组那样，将元素转换为字符串的形式输出。Arrays.toString() 。已经行不通了，这个只对一维数组起作用。二维数组该这样玩：

   //字符串形式输出
   int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
   System.out.println(Arrays.deepToString(array));
   

   

好啦，本期更新就到此结束啦，各位朋友，下期见！！！