Java數組的定義與使用範例分析

一維陣列

Java語言中的陣列是一種引用資料型別；不屬於基本資料型別；陣列的父類別是Object。
陣列其實是一個容器，可以同時容納多個元素。 （數組是一個資料的集合）
    陣列：字面意思是「一組資料」
陣列當中可以儲存「基本資料類型」的數據，也可以儲存「引用資料類型」的資料。
陣列因為是引用型，所以陣列物件是堆記憶體當中。 （數組是存儲在堆當中的）
數組當中如果存儲的是“java對象”的話，實際上存儲的是對象的“引用（內存地址）”，數組中不能直接存儲java物件(存它的位址)。

陣列一旦創建，在java中規定，長度不可變。 （數組長度不可變）
數組的分類：一維數組、二維數組、三維數組、多維數組...（一維數組較多，二維數組偶爾使用！）
#所有的陣列物件都有length屬性(java自帶的)，用來取得陣列中元素的個數。
java中的陣列要求數組中元素的類型統一。例如int型別陣列只能儲存int類型，Person型別陣列只能儲存Person型別。例如：超市購物，購物袋只能裝蘋果，不能同時裝蘋果和橘子。 （數組中儲存的元素類型統一）
數組在記憶體方面存儲的時候，數組中的元素內存地址(存儲的每一個元素都是有規則的挨著排列的)是連續的。記憶體位址連續。這是數組儲存元素的特徵（特色）。數組其實是一種簡單的資料結構。
所有的陣列都是拿「第一個小方框的記憶體位址」作為整個陣列物件的記憶體位址。 （數組中首元素的記憶體位址作為整個數組物件的記憶體位址。）
數組中每一個元素都是有下標的，下標從0開始，以1遞增。最後一個元素的下標是：length - 1；下標非常重要，因為我們對數組中元素進行「存取」的時候，都需要透過下標來進行。
陣列這種資料結構的優點和缺點是什麼？
       優點：查詢/尋找/檢索某個下標上的元素時效率極高。可以說是查詢效率最高的一個資料結構。 為什麼檢索效率高？
  第一：每個元素的記憶體位址在空間儲存上是連續的。
  第二：每一個元素型別相同，所以佔空間大小一樣。
  第三：知道第一個元素記憶體位址，知道每個元素佔用空間的大小，又知道下標，所以透過一個數學表達式就可以計算出某個下標上元素的記憶體位址。 直接透過記憶體位址定位元素，所以陣列的檢索效率是最高的。數組中儲存100個元素，或儲存100萬個元素，在元素查詢/檢索方面，效率是相同的，因為數組中元素查找的時候不會一個一個找，是透過數學表達式計算出來的。 （算出一個記憶體位址，直接定位的。）
       缺點：
            第一：為了確保陣列中每個元素的記憶體位址連續，所以在陣列上隨機刪除或增加元素的時候，效率較低，因為隨機增刪元素會涉及到後面元素統一向前或向後位移的操作。
            第二：陣列無法儲存大資料量，為什麼？因為很難在記憶體空間上找到一塊特別大的連續的記憶體空間。對於數組中最後一個元素的增刪，是沒有效率影響的。

怎麼宣告/定義一個一維陣列？
      語法格式：

int[] array1;
double[] array2;
boolean[] array3;
String[] array4;
Object[] array5;

怎麼初始化一個一維陣列呢？
        包含兩種方式：靜態初始化一維數組，動態初始化一維數組。
        （1）靜態初始化語法格式：
            int[] array = {100, 2100, 300, 55};
初始化語法： ##             int[] array = 新 int[5];

这里的5表示数组的元素个数。
            初始化一个5个长度的int类型数组，每个元素默认值0
            再例如：String[] names = new String[6];

初始化6个长度的String类型数组，每个元素默认值null。

什么时候使用静态数组初始化？什么时候使用动态数组初始化？

（1）创键数组的时候，确定数组中存储哪些具体的元素时，采用静态初始化方式

（2）创键数组的时候，不确定将来存储哪些数据，可以采用动态初始化的方式，预先分配内存空间

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest01 {
    public static void main(String[] args) {
    //1.静态初始化
       int[] a1 = {1,3,5,7,9};
        //所有的数组对象都有length属性，而不是方法！
        System.out.println("数组元素的个数是："+a1.length);
        //取第一个元素
        System.out.println(a1[0]);
        //取最后一个元素
        System.out.println(a1[a1.length-1]);
        //改数据
        a1[a1.length-1] = 0;
        //遍历数据
        for(int i=0;i< a1.length;i++){
            System.out.println(a1[i]);
        }
        //数据下标越界异常，例如：访问下面为6的数据元素
        //System.out.println(a1[6]);// ArrayIndexOutOfBoundsException


    //2.动态初始化
        int[] a2 = new int[5]; //默认值是0
        for(int i=0;i< a2.length;i++){
            System.out.println(a2[i]);
        }
        //初始化一个Object类型的数组，
          //1.采用静态初始化方式
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();
        Object o3 = new Object();
        Object[] object = {o1,o2,o3};
        //上面就等价于：Object[] object = {new Object(),new Object(),new Object()};
        for(int i=0;i<object.length;i++){
            System.out.println(object[i]);// 默认调用toString方法
        }
          //2.采用动态初始化的方式
        Object[] obj = new Object[3];
        for(int i=0;i<obj.length;i++){
            System.out.println(obj[i]);// null null null
        }

        //初始化一个String类型的数组
          //1.静态初始化
        String[] str1 = {"abc","bcd","cde"};
        for (int i = 0; i < str1.length; i++) {
            System.out.println(str1[i]);
        }
        //2.动态初始化
        String[] str2 = new String[3];
        for (int i = 0; i < str2.length; i++) {
            System.out.println(str2[i]);
        }

    }

}

动态存储内存图

方法的参数是数组

当传递的是一个数组，方法也用数组的形式进行接收；这个数组可以是静态的，也可以是动态创建的；并且我们把方法写成写成静态的，这样不需要new对象就可以调用！

例1：

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest02 {
    //也可以采用C++的风格,写成String args[]
    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("HelloWorld");
        // 1.方法的参数传数组---静态初始化方式
        int[] a = {1,2,3,4,5};
        printArray(a);
        // 2.方法的参数传数组---动态初始化方式
        int[] arr = new int[5];
        printArray(arr);
        //   直接一步完成
        printArray(new int[3]);

    }
    //静态方法进行打印
    public static void printArray(int[] arr){
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

}

例2：（掌握）

（1）一种特殊情况传递静态数组；如果直接传递一个静态数组的话，语法必须这样写！

（2）我们先看一个例子：int[] arr = {1,2,3};我们传递数组的参数时候，一般就是传递数组名arr，例如：printArray(arr)；但是另一种方法就是传过去，去掉数组名arr剩余的组成部分：

int[]{1,2,3}，但是要加上new关键字，例如： printArray(new int[]{1,2,3});

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest03 {
    public static void main(String[] args) {
     //----------1.动态初始化一位数组（两种传参方式）
        //第一种传参方式
        int[] a1 = new int[5];//默认是5个0
        printArray(a1);
        System.out.println("-------------");
        //第二种传参方式
        printArray(new int[3]);
        System.out.println("-------------");
     //----------2.静态初始化一位数组（两种传参方式）
        //第一种传参方式
        int[] a2 = {1,2,3};
        printArray(a2);
        System.out.println("-------------");
        //第二种传参方式----直接传递一个静态数组
        printArray(new int[]{4,5,6});

    }
    //调用的静态方法----静态方法比较方便，不需要new对象
    public static void printArray(int[] arr){
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}

main方法中的String数组

（1）对于main(String[] args)；分析一下：谁负责调用main方法（JVM）
     JVM调用main方法的时候，会自动传一个String数组过来，长度为0。

例1：

package com.bjpowernode.javase.array;

public class ArrayTest04 {
    // 这个方法程序员负责写出来，JVM负责调用。JVM调用的时候一定会传一个String数组过来。
    public static void main(String[] args) {
        // JVM默认传递过来的这个数组对象的长度？默认是0
        // 通过测试得出：args不是null。
        System.out.println("JVM给传递过来的String数组参数，它这个数组的长度是？"
        + args.length); //0

        // 以下这一行代码表示的含义：数组对象创建了，但是数组中没有任何数据。就等价于：
        String[] strs = new String[0]; //动态的方式
        //String[] strs = {}; // 静态初始化数组，里面没东西。
        printLength(strs); //调用printLength静态方法

/*
     既然传过来的“String[] args”数组里什么都没有；那么这个数组什么时候里面会有值呢？
     其实这个数组是留给用户的，用户可以在控制台上输入参数，这个参数自动会被转换为“String[] args”
     例如这样运行程序：java ArrayTest04 abc def xyz；相当于在编译时进行传参
     那么这个时候JVM会自动将“abc def xyz”通过空格的方式进行分离，分离完成之后，自动放到“String[] args”数组当中。
     所以main方法上面的String[] args数组主要是用来接收用户输入参数的。
     把abc def xyz 转换成字符串数组：{"abc","def","xyz"}
*/
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            System.out.println(args[i]);
        }
        //既然是编译时进行传参，对于编译运行一体的IDEA怎么使用呢？
        //Run--->EditConfiguration--->Program Arguments里面进行传参，然后在从后重新运行

    }

    public static void printLength(String[] args){
        System.out.println(args.length); // 0
    }
}

例2：

（1）main方法上面的“String[] args”有什么用？

可以用来模拟一个登陆系统！请看下面这个有趣的例题：

package com.bjpowernode.javase.array;
/*
   模拟一个系统，假设这个系统要使用，必须输入用户名和密码。
*/
public class ArrayTest05 {
    public static void main(String[] args) {
        //先判断长度，是不是两个字符串长度，不是2直接终止程序
        if(args.length != 2){
            System.out.println("请输入用户名和密码");
            return;
        }

        //取出用户名和密码
        String username = args[0];
        String password = args[1];
        // 假设用户名是admin，密码是123的时候表示登录成功。其它一律失败。
        // 判断两个字符串是否相等，需要使用equals方法。
        // if(username.equals("admin") && password.equals("123")){ //这样有可能空指针异常
        // 下面这种编写方式，也可以避免空该指针异常!
        if("admin".equals(username) && "123".equals(password)){ 
            System.out.println("恭喜你，登录成功");
            System.out.println("您可以继续使用该系统");
        }else{
            System.out.println("账户或密码错误，请重新输入");
        }
    }
}

数组中存储引用数据类型（重点）

（1）一维数组的深入：数组中存储的类型为：引用数据类型；对于数组来说，实际上只能存储java对象的“内存地址”。数组中存储的每个元素是“引用”。下面这个例题重点理解！

（2）数组要求数组中元素的类型统一；但是也可以存储它的子类型！

package com.bjpowernode.javase.array;
public class ArrayTest06 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.静态创建一个Animal类型的数组
        Animal a1 = new Animal();
        Animal a2 = new Animal();
        Animal[] animals = {a1,a2};

        //对Animal数组进行遍历
        for (int i = 0; i < animals.length; i++) {
            //方法1
            /*Animal a = animals[i];
            a.move();*/
            //方法2
            animals[i].move();
        }

        //2.动态初始化一个长度为2的animal类型的数组
        Animal[] ans = new Animal[2];
        ans[0] = new Animal();
        //ans[1] = new Product(); //err，Product和Animals没有任何关系
        //Animal数组中只能存放Animal类型，不能存放Product类型

        //3.Animal数组中可以存放Cat类型的数据，因为Cat是Animal一个子类
       ans[1] = new Cat();
        for (int j = 0; j < ans.length; j++) {
            ans[j].move();
        }

        //4.创建一个Animal类型的数据，数组当中存储Cat和Bird
          //4.1静态创建
        Cat cat = new Cat();
        Bird bird = new Bird();
        Animal[] anim = {cat,bird};
        for (int i = 0; i < anim.length; i++) {
            //直接调用子类和父类都有的move()方法
            //anim[i].move();
            
            //这里想要调用子类Bird里面特有的方法，需要向下转型
            if(anim[i] instanceof Bird){
                Bird b = (Bird)anim[i]; //向下转型
                b.move();
                b.sing(); //调用子类特有的方法
            }else{
                anim[i].move();
            }

        }


    }
}
//动物类
class Animal{
    public void move(){
        System.out.println("Animals move.....");
    }
}
//商品类
class Product{

}

//有一个猫类继承动物类
class Cat extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("Cat move.....");
    }
}

//有一个鸟类继承动物类
class Bird extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("Bird move.....");
    }

    //鸟特有的方法
    public void sing(){
        System.out.println("鸟儿在歌唱！");
    }
}

数组扩容和拷贝

在Java开发中，数组长度一旦确定不可变，那么数组满了，需要扩容怎么办？
（1）java中对数组的扩容是：先创建一个大容量的数组，然后将小容量数组中的元素一个个拷贝到大数组当中，小容量会被释放。
（2）结论：数组扩容效率较低。因为涉及到拷贝的问题。所以在以后的开发中请注意：尽可能少的进行数组的拷贝。可以在创建数组对象的时候预估计以下多长合适，最好预估准确，这样可以减少数组的扩容次数。提高效率。

（3）利用System.arraycopy进行拷贝，总共5个参数；System.arraycopy(源头数组，下标，目的地数组，下标，要拷贝的个数)

package com.bjpowernode.javase.array;
public class ArrayTest07 {
    public static void main(String[] args) {
        //java中的数组是怎样拷贝的呢？System.arraycopy(5个参数)
        //System.arraycopy(源,下标,目的地,下标,个数)

        //拷贝源---把3、5、7拷贝过去
        int[] src = {1,3,5,7,9};
        //拷贝目的地---拷贝到下标为5的地方
        int[] dest = new int[20];
        //调用拷贝函数
        System.arraycopy(src,1,dest,5,3);
        //打印验证
        for (int i = 0; i < dest.length; i++) {
            System.out.println(dest[i]+" ");
        }

        //拷贝引用数据类型
        String[] str = {"hello","world"};
        String[] strs = new String[10];
        System.arraycopy(str,0,strs,3,2);
        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            System.out.println(strs[i]);
        }
        System.out.println("--------------");
        
        //采用动态开辟的时候拷贝的是地址
        Object[] objs = {new Object(),new Object(),new Object()};
        Object[] objects = new Object[5];
        System.arraycopy(objs,0,objects,0,3);
        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            System.out.println(objects[i]);

        }

    }
}

内存图

以上是Java數組的定義與使用範例分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！