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Java学习笔记（七）：数组

为什么需要数组？

有时候需要存储或处理一系列数据，数组就可以充当这样的角色，它在内存中是相连的数据，并且在栈中的引用只有一个，如果不用数组，那数据就得一个一个定义一个一个声明，浪费内存空间，显然不合理。

什么是数组？

数组可以存放多个同一类型的数据。数组也是一种数据类型，是引用类型。即：数(数据)组(一组)就是一组数据

Java的数组要求所有的数组元素具有相同的数据类型。因此，在一个数组中，数组元素的类型是唯一的，即一个数组里只能存储一种数据类型的数据，而不能存储多种数据类型的数据

数组本身是一个引用数据类型，数组内存储的类型可以是基本类型也可以是引用类型

总结：

①数组是一个引用数据类型

②数组是在堆内存中的一串连续的地址存在

③数组在初始化时必须指定长度

⑤堆内存的数组长度一旦确定不能再次发生改变

⑥栈内存的变量中存储的是数组的地址引用

⑦数组内部存储的类型可以是基本的也可一是引用

数组的特点：

（1）数组是一个对象，是一种引用数据类型。可以表示一组数据的集合。
（2）数组只能保存一种类型的数据。
（3）数组可以使用 new 关键字进行初始化。
（4）数组中的每一个数据称为元素 element。元素是在堆内存中分配的。而且是连续分配的。
（5）数组的每一个元素都有一个序号，专业的称谓：下标、索引、角标。下标是从0开始的、升序的、连续的、0序的。
（6）数组有一个属性：长度的属性，表示数组中元素的个数该属性是 int 类型。通过数组名.length 来访问该属性。
（7）数组中元素的下标的取值范围是：[0~length-1]。
（8）通过new 关键字在堆内存中元素被分配空间之后。每个元素被jvm 赋予默认值。
默认值规则：整数：0 浮点数：0.0 char：’\u0000’ boolean:false 引用数据类型：null。
（9）数组的每个元素通过数组名[下标] 来访问。每个元素都是一个变量。和变量的用法一致。
（10）数组变量、数组引用保存的是数组的实际元素的在堆内存中的"首地址"。
（11）[ ] 代表的是数组这种类型。
（12）求下标是 n 的元素的地址：首地址+元素字节数*n。数组根据下标访问元素的效率非常快。（随机访问）。
（13）数组的长度可以是 0，但是不能是负数。
（14）数组的长度一旦确定，就不能更改了。数组是定长的。

数组的声明和创建：

1.首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

数据类型[] 变量名;//强烈建议用这种命名

数据类型变量名[];//只要知道就可以，c、c++是这种写法，要区分开来

2.Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

3.数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始

4.获取数组长度的方法：arrays.length

//声明一个数组
int[] nums;
//创建一个数组
nums = new int[10];
//给数组元素中赋值
nums[0]=1;
nums[1]=2;
nums[2]=3;
nums[3]=4;
System.out.println(nums.length);

数组快速入门（案例分析）

/*
它们的体重分别是 3kg,5kg,1kg,3.4kg,2kg,50kg 。 
请问这六只鸡的总体重是多少?平均体重是多少?

*/

public class Array01 {


//编写一个 main 方法
public static void main(String[] args) {


// double hen1 = 3;
// double hen2 = 5;
// double hen3 = 1;
// double hen4 = 3.4;
// double hen5 = 2;
// double hen6 = 50;
// double totalWeight = hen1 + hen2 + hen3 + hen4 + hen5 + hen6;
// double avgWeight = totalWeight / 6;
// System.out.println("总体重=" + totalWeight + "平均体重=" + avgWeight);


//比如，我们可以用数组来解决上一个问题 => 体验
//
//定义一个数组
//解读
//1. double[]  表示 是 double 类型的数组， 数组名 hens
//2. {3, 5, 1, 3.4, 2, 50} 表示数组的值/元素,依次表示数组的
//    第几个元素
//
double[] hens = {3, 5, 1, 3.4, 2, 50, 7.8, 88.8,1.1,5.6,100};


//遍历数组得到数组的所有元素的和， 使用 for
//解读
//1.  我们可以通过 hens[下标] 来访问数组的元素
//    下标是从 0  开始编号的比如第一个元素就是 hens[0]
//    第 2 个元素就是 hens[1]    , 依次类推
//2.  通过 for 就可以循环的访问 数组的元素/值
//3.  使用一个变量 totalWeight  将各个元素累积
System.out.println("===使用数组解决===");
//提示： 可以通过 数组名.length 得到数组的大小/长度
//System.out.println("数组的长度=" + hens.length); 
double totalWeight = 0;
    for( int i = 0; i < hens.length; i++) {
//System.out.println("第" + (i+1) + "个元素的值=" + hens[i]); 

        totalWeight += hens[i];
}    


System.out.println("总体重=" + totalWeight + "平均体重=" + (totalWeight / hens.length) );






}
}

数组的使用

使用方式 1-动态初始化：

动态初始化：初始化时程序员只指定数组长度，由系统为数组元素分配初始值

简单的来讲动态初始化就是指定长度

执行动态初始化时，程序员只需指定数组长度，即为每个数组元素指定所需的内存空间，系统将负责为这些数组元素分配初始值。

使用方式 2-动态初始化：

先声明数组
语法:数据类型数组名[]; 也可以数据类型[] 数组名;

int a[];  或者 int[] a;

创建数组
语法: 数组名=new 数据类型[大小];

a=new int[10];

使用方式 3-静态初始化：

静态初始化：初始化时由程程序员显示指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度

简单的来讲静态初始化就是指定内容

静态初始化就是将数组的元素放到大括号中，元素之间用逗号（,）分隔

数组使用注意事项和细节：

（1) 数组是多个相同类型数据的组合，实现对这些数据的统一管理

（2) 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型，但是不能混用。

（3) 数组创建后，如果没有赋值，有默认值
int 0，short 0, byte 0, long 0, float 0.0,double 0.0，char \u0000，boolean false，String null

（4) 使用数组的步骤 1. 声明数组并开辟空间 2 给数组各个元素赋值 3 使用数组

（5) 数组的下标是从 0 开始的。

（6) 数组下标必须在指定范围内使用，否则报：下标越界异常，比如int [] arr=new int[5]; 则有效下标为 0-4

（7) 数组属引用类型，数组型数据是对象(object)

案例分析：

//请求出一个数组 int[]的最大值 {4,-1,9, 10,23}，并得到对应的下标
public class ArrayExercise02 {
public static void main(String[] args) {

int[] arr = {4,-1,9,10,23};

int max = arr[0];//假定第一个元素就是最大值 

int maxIndex = 0; 

    for(int i = 1; i < arr.length; i++) {//从下标 1  开始遍历 arr

        if(max < arr[i]) {//如果 max < 当前元素
            max = arr[i]; //把 max  设置成 当前元素
            maxIndex = i;
            }
        }
//当我们遍历这个数组 arr 后 , max 就是真正的最大值，maxIndex 最大值下标

System.out.println("max=" + max + " maxIndex=" + maxIndex);
}
}

数组拷贝

编写代码实现数组拷贝(内容复制)

//将 int[] arr1 = {10,20,30};  拷贝到 arr2 数组,
//要求数据空间是独立的. int[] arr1 = {10,20,30};
//创建一个新的数组 arr2,开辟新的数据空间
public class ArrayCopy {
public static void main(String[] args) {

int[] arr2 = new int[arr1.length];//大小 arr1.length;


    for(int i = 0; i < arr1.length; i++) { //遍历 arr1 ，把每个元素拷贝到 arr2 对应的元素位置
        arr2[i] = arr1[i];
    }



arr2[0] = 100;//修改 arr2， 不会对 arr1 有影响. 


System.out.println("====arr1 的元素===="); //输出 arr1
    for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
        System.out.println(arr1[i]);//10,20,30
        }

System.out.println("====arr2 的元素===="); 
    for(int i = 0; i < arr2.length; i++) {
            System.out.println(arr2[i]);//
        }


}
}

数组反转

把数组的元素内容反转。

//要求：把数组的元素内容反转。 
//arr    {11,22,33,44,55,66}    -->{66, 55,44,33,22,11}
public class ArrayReverse {
public static void main(String[] args) {

int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66};//定义数组
int temp = 0;
int len = arr.length; //计算数组的长度 

    for( int i = 0; i < len / 2; i++) {
            temp = arr[len - 1 - i];//保存
            arr[len - 1 - i] = arr[i]; 
            arr[i] = temp;
            }


System.out.println("===翻转后数组==="); 
    for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.print(arr[i] + "\t");//66,55,44,33,22,11
        }
}
}

数组添加/扩容/缩减

实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容。

/* 要求：实现动态的给数组添加元素效果，实现对数组扩容。
1.原始数组使用静态分配 int[] arr = {1,2,3}
2.增加的元素 4，直接放在数组的最后 arr = {1,2,3,4}
3.用户可以通过如下方法来决定是否继续添加，添加成功，是否继续？y/n
*/
import java.util.Scanner;
public class ArrayAdd02 {
public static void main(String[] args) {
Scanner myScanner = new Scanner(System.in);

int[] arr = {1,2,3};//初始化数组

    do {
        int[] arrNew = new int[arr.length + 1];
        //遍历 arr 数组，依次将 arr 的元素拷贝到 arrNew 数组
        
        for(int i = 0; i < arr.length; i++) { 
            arrNew[i] = arr[i];
            }
        
        System.out.println("请输入你要添加的元素"); 
        int addNum = myScanner.nextInt();
        //把 addNum 赋给 arrNew 最后一个元素
        arrNew[arrNew.length - 1] = addNum;
        //让 arr 指向 arrNew, 
        arr = arrNew;
        //输出 arr 看看效果
        System.out.println("====arr 扩容后元素情况===="); 
            
              for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
                    System.out.print(arr[i] + "\t");
                        }
        //问用户是否继续 
        System.out.println("是否继续添加 y/n"); 
        char key = myScanner.next().charAt(0);

            if( key == 'n') { //如果输入 n ,就结束 
                break;    
                }
        }while(true);

System.out.println("你退出了添加...");
}
}