【Java|基础篇】全面解析数组,数组知识点汇总

简介: 什么是数组? 数组就是相同数据类型元素的集合。在内存中是一段连续的空间。在会使用到很多相同数据类型的变量时,使用数组可以更加方便,减少程序的代码量。

1.数组的概念


什么是数组? 数组就是相同数据类型元素的集合。在内存中是一段连续的空间。在会使用到很多相同数据类型的变量时,使用数组可以更加方便,减少程序的代码量。

2.一维数组


3.一维数组的定义


数组的定义有3中方式,具体定义方式如下:

int[] arr1 = {1,2,3};

int[] arr2 = new int[]{1,2,3};

int[] arr3 = new int[3];

注意:arr1、arr2和arr3是引用变量.用来存放地址的哈希值,可以理解为地址。

int[]表示的是数据的类型,是一维数组。[]中间不需要加数字。

虽然也能像C语言那样 写成 int arr[] ={1,2,3} ,但是不推荐!

4.访问数组的元素


对于访问数组的元素,我们可以使用 数组名+[合法的下标] 对数组的元素进行访问.

注:合法的下标就是下标不能超过数组的长度,也不能是负数。

数组支持随机访问,即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素。

Java数组的下表是从0开始,对于一个有N个元素的数组来说,下标的合法位置就介于[0, N)不包含N,不能越界,否则会报出下标越界异常。

对于二维数组来说,同样可以使用下标来进行访问,不过要同时指正行和列。


5.遍历数组


遍历数组常见的方式有3种,for循环进行遍历,for each进行遍历以及toString进行遍历.对于数组的长度,Java给我们提供了一个简单的方法,直接通过数组名.length() 我们就可以直接得到数组的长度了.


for循环遍历数组

语法格式:

for (int i = 0; i < 数组名.length; i++) {

System.out.print(数组名[i]);

}

for循环遍历数组,就是通过循环,将下标从0开始一直到数组的最后一个元素打印出来.

   public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       for (int i = 0; i < arr.length; i++) {

           System.out.print(arr[i]+" ");

       }

   }


for each遍历数组

for each在遍历数组的时候,我们要创建一个与数组的数据类型相同的临时变量,数组会把的每一个元素都复制给临时变量,然后进行输出.


语法格式:

for(数据类型 变量:数组名){

System.out.print(变量);

}

   public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       for (int x:arr) {

           System.out.print(x+" ");

       }

   }

toString遍历数组

toString是将数组的元素以字符串的方式打印出来。

要使用toString 必须要导入一个包 import java.util.Arrays;

使用方式:String 变量 = Arrays.toString(数组名) 然后打印字符串变量就可以了

语法格式:

String 变量= Arrays.toString(数组名);

System.out.println(变量);

   public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       String str = Arrays.toString(arr);

       System.out.println(str);

   }


6.数组的初始化


数组的初始化分为两种:一种是静态初始化,另外一种是动态初始化。


静态初始化

静态初始化就是在创建数组时不直接指定数据元素个数,而直接将具体的数据内容进行指定。

int[] arr1 = {1,2,3};

int[] arr2 = new int[]{1,2,3};

arr1和arr2就是静态初始化的数组。

注意:虽然在定义数组的时候没有指定大小,但是编译器会根据{}中元素的个数来确定数组的长度。

arr1和arr2是一样的,都是静态初始化的数组,我们就可以使用arr1的那种形式来简化代码.


动态初始化

动态初始化就是在定义数组时,指定数组的长度。

int[] arr3 = new int[3];

arr3就是动态初始化的数组。动态初始化完不能不能扩充数组,arr3就只能放3个元素。


数组元素的默认值


在Java中,我们定义局部变量是没有初始值的,因此我们在使用局部变量时必须要赋值,但是数组不一样, 对于数组来说,即使不赋值,也会有默认值.

不同数据类型的数组的默认值如下:


数据类型 默认值

数据类型 默认值
int 0
short 0
long 0
byte 0
float 0.0f
double 0.0
char /u0000
boolean false


7.二维数组


二维数组就是特殊的一维数组

int[][] arr1 = {{1,2,3},{4,5,6}};

int[][] arr2 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}};

int[][] arr3 = new int[2][3];

在arr1和arr2的定义中,虽然我们没有给它定义行和列,但是通过{}也能让编译器知道行和列。

注意:二维数组在java中是可以省略列的


8.二维数组的遍历


for循环进行遍历


二维数组是特殊的一维数组,那我们就可以把二维数组的行看成一维数组的长度,把列看成一维数组行的长度

因此要遍历一个二维数组就可以使用下面这种方法:

for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {

           for (int j = 0; j < arr1[i].length; j++) {

               System.out.print(arr1[i][j]+" ");

           }

       }


for each进行遍历


对于二维数组,我们要先用for each把二维数组的每一行放到一维数组中,然后在使用for each打印一维数组中的每一个元素。

使用方式如下:

for (int[] arr:arr1) {

           for (int x:arr) {

               System.out.print(x+" ");

           }

           System.out.println();

       }


deepToString


对于deepToString方法,在使用前要先导入import java.util.Arrays 这个包

使用方式如下:

int[][] arr1 = {{1,2,3},{4,5,6}};

System.out.println(Arrays.deepToString(arr1));


9.数组的拷贝


对于数组的拷贝,除了使用for循环拷贝数组,Java还为我们提供了一些非常便利的方法。


for循环拷贝数组

for循环拷贝数组,就是利用循环将要拷贝的数组的元素逐个赋值给新的数组。

具体代码实现如下:

public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       int[] copy = new int[arr.length];

       for (int i = 0; i < arr.length; i++) {

           copy[i] = arr[i];

       }

   }


Arrays.copyOf方法


Arrays.copyOf方法可以拷贝的数组类型有很多,具体类型如下:

5.png

在使用Arrays.copyOf方法,我们先看看拷贝整型数组的Arrays.copyOf方法的原码:

public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {

       int[] copy = new int[newLength];

       System.arraycopy(original, 0, copy, 0,

                        Math.min(original.length, newLength));

       return copy;

   }

我们可以看到Array.copyOf方法的返回值是是一个数组,而形参是有两个参数,一个是数组,另外一个是一个整型的变量。

形参中的int[] original就是我们要拷贝数组的数组名

形参中的int newLength就是我们要拷贝数组的长度

因为是有返回值的,所以我们在使用Arrays.copyOf方法的时候,要有数组来接收返回值。

使用方式如下:

public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       int[] copy =Arrays.copyOf(arr,arr.length);

   }

注意:拷贝的长度是可以超过要拷贝数组的长度的,如果超过了拷贝数组的长度的话,那么多出来的元素值就为0; 比如:我要拷贝arr数组,但是arr数组的大小为5,如果我在拷贝的时候,将arr.length*2了,那么copy这个数组大小就是变成10,并且6~10个元素值为0.这也算是扩容。


Arrays.copyofRange方法


Arrays.copyofRange方法能拷贝的数组类型也有很多,如下:

5.png

如果我们要拷贝数组的一部分,就可以使用Arrays.copyRange这个方法。同上一样,也是用拷贝整型数组进行讲解,我们先看一下它底层的原码:

public static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) {

       int newLength = to - from;

       if (newLength < 0)

           throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to);

       int[] copy = new int[newLength];

       System.arraycopy(original, from, copy, 0,

                        Math.min(original.length - from, newLength));

       return copy;

   }

通过Arrays.copyRange的原码可以看到返回值是一个数组,而形参是一个数组,两个整型的变量。

形参中的数组就是要拷贝的数组的数组名

形参中的两个整型变量from和to就是要拷贝数组元素的范围,范围是[form,to)是左闭右开的

使用方式如下:

public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       int[] copy = Arrays.copyOfRange(arr,1,3);

   }

注意:数组下标是从0开始的,1~3号的元素是指2,3,4.但是右边是开区间,所以不包括4,因此copy这个数组知识拷贝了2和3这两个元素。


System.arraycopy方法

其实细心的话,就会发现在前面两个方法的原码中都有System.arraycopy方法。

前面两个方法的底层也是靠System.arraycopy方法来实现的。System.arraycopy方法是看不了原码的,只能看到形参。如下:

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,

                                       Object dest, int destPos,

                                       int length);


各个形参的意思如下:

7.png

System.arraycopy是看不到实现的原码的,原因在于native,它的底层是C/C++来实现的。

因为是C/C++实现的,因此native方法的优点就是执行速度非常快

使用方法代码如下:

public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       int[] copy = new int[arr.length];

       System.arraycopy(arr,0,copy,0,arr.length);

   }


clone方法


最后一个是数组名.clone这个方法,这个方法了解即可。

public static void main(String[] args) {

       int[] arr = {1,2,3,4,5};

       int[] copy = arr.clone();

   }

这种方法主要是产生了对象的一个副本,地址还是不一样的。


10.总结


数组在Java中还是比较常用的,主要是总结了数组的定义、遍历、通过下标对数组的元素进行访问等一些问题的总结

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