Java SE(5)——数组

1.初始数组

1.1 数组存在的意义

假如我们要保存五个JavaSE的期末考试成绩并输出，按照之前学习的知识，我们一般会写出如下代码：

    public static void main(String[] args) {
        int score1 = 60;
        int score2 = 61;
        int score3 = 62;
        int score4 = 63;
        int score5 = 64;
        System.out.println(score1);
        System.out.println(score2);
        System.out.println(score3);
        System.out.println(score4);
        System.out.println(score5);
    }

如果要保存全班同学的JavaSE期末考试成绩呢？还是按照上面的写法逐个定义成绩？那样的话不仅写代码很费劲，写出来的代码也很冗余。但我们仔细观察不难发现，上面定义的数据都是同一类型的。在Java中，有没有什么办法能够一次性保存多个相同类型的数据？这就是本文所要介绍的数组

1.2 什么是数组

概念：是一种用于存储多个相同类型元素的数据集合。比如现实马路旁的停车位，

在Java中，包含八个整形元素的数组，就像是上图中八个连在一起的停车位，从上图可以看出数组有如下特点：

• 数组在内存中是一段连续的空间
• 数组中的每个元素都有对应的下标/索引对应
  那么，初始数组之后，在Java中如何创建数组并且初始化呢？

1.3 数组的创建&初始化

创建数组的语法格式： T[] 数组名 = new T[N]

• T：数组中存放元素的数据类型
• T[]：数组的类型
• 数组名：数组的名字，同时也是该数组的引用（下面再详细说）
• N：数组的长度，也是数组中能存放元素的最大数量

1.3.1 初始化方式

(1)动态初始化：创建数组时，直接指定数组的长度

int[] array = new int[10];

(2)静态初始化：创建数组时不指定数组的长度，而是直接指定数组中存放的具体数据

int[] array = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

注意：

• 静态初始化虽然没有直接指定长度，但是编译器在编译阶段会根据{}中的数据来推断数组
• {}中的数据类型必须和[]前的类型一致
• 静态初始化可以简写，如下：

int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

• 以下的创建方式是错误的：
  
  意思是，不能既是动态初始化又是静态初始化，即便[]中的数字和{}中的内容数量一样也不行

1.3.2 数组未初始化

当数组未初始化时，数组中存放的数据类型不同，其默认赋值也不一样

1.4 数组的基本使用

数组元素的访问
上文已经介绍过，数组在内存中是一段连续的空间，每个元素都有唯一确定的下标/索引与之对应。并且数组的下标是从0开始，向后单调递增。所以，可以使用下标来访问数组中的元素，如下：

注意：

• 可以通过下标来快速访问数组中的任意元素
• 假设数组的长度为五，那么有效下标[0，5)，访问的下标不能越界，否则会报错，如下

数组的遍历
所谓遍历，就是把数组中的每个元素访问一遍。访问是指某一种操作，可以是打印，也可以是修改。上面的图片展示的就是对数组的一种遍历方式，但是这种访问方式存在很大弊端，如果数组的长度是100，难道就使用System.out.println打印100次吗？
所以，下面介绍两种常用的方式：
(1)使用for循环

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(array[i]);
        }
    }

不过，上述这种方式仍然可以再优化一下，for循环的次数不用写死，可以根据数组长度来决定遍历次数

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.println(array[i]);
        }
    }

(2)使用foreach循环

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
        for (int i : array) {
            System.out.println(i);
        }
    }

相较于for循环，foreach循环可以避免下标越界问题

2.数组本身是引用类型

2.1 基本类型变量与引用类型变量的区别

    public static void main(String[] args) {
        int a = 100;
        int b = 200;
        int[] array = new int[]{1,2,3};
    }

在上述代码中，a、b、array，都是函数内部的变量，因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配。a、b是内置类型的变量，因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值
对于这段代码，在main方法中一共存在三个变量，它们在内存中的分布如下

从上图可以看到，引用变量并不直接存储对象本身，可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始
地址。通过该地址，引用变量便可以去操作对象

2.2 认识null

null 在 Java 中表示 “空引用” , 也就是⼀个不指向对象的引用。不能对这个内存进行任何读写操作.，一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException（空指针异常）

3.操作数组的部分方法

这里需要使用工具类Arrays中的部分方法

3.1 数组转字符串

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
        String string = Arrays.toString(array);
        System.out.println(string);
    }

将数组转换为字符串后，再打印就方便一些了

3.2 数组排序

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{1,3,2,4,7,6,5,8,9,10};
        Arrays.sort(array);
        for(int cur : array) {
            System.out.print(cur + " ");
        }
    }

3.3 拷贝数组

    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
        //将数组完整地拷贝一份
        int[] array2 = Arrays.copyOf(array1, array1.length);
        for(int cur : array2) {
            System.out.print(cur + " ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("========================================");
        //范围拷贝[1,9)左闭右开
        int[] array3 = Arrays.copyOfRange(array1, 1, 9);
        for(int cur : array3) {
            System.out.print(cur + " ");
        }
    }

4.二维数组

4.1 普通二维数组

⼆维数组本质上也就是⼀维数组,，只不过每个元素又是⼀个一维数组

语法格式：
数据类型[ ][ ] 数组名称 = new 数据类型[ ][ ]{};

int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};

上述二维数组的内存分布如下

4.2 不规则二维数组

不规则的⼆维数组指的是，二维数组的列在定义的时候，没有确定

int[][] array = new int[2][];
array[0] = new int[3];
array[1] = new int[5];

上述⼆维数组就不是⼀个规则的二维数组，第一行有三列，第二行有五列