Java数组------一维和二维讲解和内存显示图

蔚落 2024-04-20 14:24 58阅读 0赞

**目录**

一.数组的认识

二.一维数组的用法

2.1 数组的创建

2.2数组的使用

2.3数组内存原理

2.3.1Java虚拟机内存划分

2.3.2数组内存示例图

三.二维数组的认识

四.数组作为方法参数和返回值

五.Java常用API

5.1输出数组 Arrays.toString()

5.2数组转集合 Arrays.asList()

5.3数组中是否包含某个值 Arrays.asList().contains()

5.4数组排序 Arrays.sort()

5.5数组二分查找 Arrays.binarySearch()

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> 本章讲解内容：Java数组的详细表达。
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## 一.数组的认识 ##

> 在C语言里，我们也曾学习过数组，数组是什么？数组就相当于一个容器，存放**相同类型**数据的容器。而数组的本质上就是让我们能 "批量" 创建相同类型的变量。
> 
> 注：容器是**固定了大小**的，不可改变的那种，例如：矿泉水瓶子、汽油罐、衣柜等容量大小不一的容器。

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## 二.一维数组的用法 ##

### 2.1 数组的创建 ###

数组的初始化有2种形式，1、静态初始化（固定内容） 2、动态初始化（固定长度）

> 静态初始化：**指在数组声明的同时，直接给数组引用赋值 ，不需要申明长度**   
> 数据类型\[ \] 数组名称 = new 数据类型 \[ \] \{ 初始化数据 \};
> 
> 示例：int\[ \] arr = new int\[ \]\{1, 2, 3\};
> 
> **省略方式：**  
> 数据类型 \[ \] 数组名称 = \{ 初始化数据 \};  
> 示例：int \[ \] arr = \{1, 2, 3\} ；
> 
> 注：**省略方式不允许先声明后赋值，只能声明同时直接赋值。**
> 
> 例如：int \[ \] arr3; arr3 = \{\} //编译出错

>  动态初始化：**指数组声明和数组引用赋值分开。根据数组定义方式的不同，又分为两种。** 
> 
> 第一种：直接引用相同数组进行赋值。
> 
> 例如：int\[ \] arr=arr；直接将数组arr赋值给了arr；注：一定得相同类型的数组
> 
> 第二种：数据类型 \[ \] 数组名称 = new 数据类型 \[数组长度\]；
> 
> 例如：int \[ \] arr1 = int\[10\]; int arr1\[0\] = 0;

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### 2.2数组的使用 ###

每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为`数组索引 (index)`，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。 数组的长度属性： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为：**数组名。length**，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为：**数组名。length-1。**

public static void main(String[] args) {
    	 int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5}; 
    	 //打印数组的长度，输出结果是5
    	  System.out.println(arr.length);
        //打印对应数组的值,输出结果为1
          System.out.println(arr[0]);
    }

### 2.3数组内存原理 ###

在Java中，内存是非常非常重要的，作用：运行程序。我们编写的程序都是存放在硬盘当中的，而在硬盘里的程序是不会运行的，必须得在内存当中才能运行，运行完毕后会清空内存。 Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。

#### 2.3.1Java虚拟机内存划分 ####

Java为了提高效率，把内存进行了划分，从而使每一片区域都有特点的处理数据方式和内存管理方式。

jvm的内存划分：

<table style="width:500px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="width:123px;"><strong>&nbsp; &nbsp;区域名称</strong></td> 
   <td style="width:375px;"><strong>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 作用</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:123px;">&nbsp; &nbsp;寄存器</td> 
   <td style="width:375px;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;给CPU使用，和我们开发无关。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:123px;">&nbsp; 本地方法栈</td> 
   <td style="width:375px;">&nbsp; JVM在使用操作系统功能的时候使用，和我们开发无关。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:123px;">&nbsp; &nbsp;方法区</td> 
   <td style="width:375px;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 存储可以运行的class文件。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:123px;">&nbsp; &nbsp;堆内存</td> 
   <td style="width:375px;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; 存储对象或者数组，new来创建的，都存储在堆内存。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:123px;">&nbsp; &nbsp;方法栈</td> 
   <td style="width:375px;">方法运行时使用的内存，比如main方法运行，进入方法栈中执行。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

此处我们不详细讲解，只讲解与数组有关的堆区间。

1.栈(Stack): 存放的都是方法中的局部变量。方法的运行一定要在栈当中运行 局部变量:方法的参数，或者是方法几内部的变量 作用域: 一旦超出作用域，立刻从栈内存当中消失  
2.堆(Heap) : 凡是new出来的东西都在堆中

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#### 2.3.2数组内存示例图 ####

![be11d9918267479d84616bd2083cd044.png][]

在图中我们可以看见，栈区可以有堆区，其实不是这样理解的，而是可以通过栈区而去访问堆区，

个人理解：数组变量名就是一个遥控器，可以控制堆区。

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## 三.二维数组的认识 ##

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

> 二维数组的四种不同形式的定义方式：  
> 定义二维数组：int\[\]\[\] array1 = new int\[10\]\[10\];  
> 定义二维数组（简洁版）：int array2\[\]\[\] = new int\[10\]\[10\];
> 
> \-----------------------------------------------------------------------  
> 定义二维数组并且初始化：int array3\[\]\[\] = \{ \{ 1, 1, 1 \}, \{ 2, 2, 2 \} \};  
> 定义二维数组并且初始化（简洁版）int array4\[\]\[\] = new int\[\]\[\] \{ \{ 1, 1, 1 \}, \{ 2, 2, 2 \} \};

其实仔细一看。我们可以看见以上的定义方式和一维数组十分相似。

二维数组存储的相当于一维数组的集合。

图片例如：

![58f6f4409e804dc09580726bd12f3e07.png][]

**二维数组array3 拥有array3\[0\]和array3\[1\]两个一维数组**，其实道理和一维数组一样，只不过拥有的不再是元素，而是数组。想象一下套娃，便懂了。

注：只定义二维数组时，可以不写第二个下标，但一定需要定义第一个下标，实际就是定义有几个一维数组。

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## 四.数组作为方法参数和返回值 ##

将数组传递到方法当中。有没有想过，这是值传递，还是地址传递呢？

public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3};
        func(arr);
        System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
    } 
    public static void func(int[] a) {
        a[0] = 10;
        System.out.println("a[0] = " + a[0]);
    } 
    
    // 执行结果
    a[0] = 10
    arr[0] = 10

我们可以发现数组传递过去之后，程序结束，数组值发生了改变，那么这是地址传递吗？事实上，并不是的。但是我们得注意，此时此刻我们这并不是传地址，而是**传引用。**

**原理图：**

![348bf83838d948c7bd313ec91a81c831.png][]

解释：相当于从一个控制器（arr）变成了两个控制器（arr，a），这两个指向同一个堆，都可以对其修改。

但是是否存在传引用之后，却无法改变实参的值？存在的，new可以创造出一个新的堆空间，从而与之前的数组分道扬镳。

例如：

![c1753946cb5342fba4b13527a055f5d0.png][]

**重点**： arr数组值为1,2,3；传引用之后，a的数组值也为1,2,3；也就是说，arr==a；但是重新new出一个堆空间之后，a控制的堆不再是arr控制的堆，因此也无法改变arr数组了

## 五.Java常用API ##

API,你先当作一个方法库一样理解，有了API，我们可以更加快速的操作数组。

### 5.1输出数组 `Arrays.toString()` ###

int[] array = { 1, 2, 3 };
     System.out.println(Arrays.toString(array));
    //输出【1,2,3】

### 5.2数组转集合 `Arrays.asList()` ###

String[] array2 = {"a", "b", "c", "d"};
    	System.out.println(array2);  
    	List list = new ArrayList(Arrays.asList(array2));
    	System.out.println(list);   // [a, b, c, d]
    	list.add("GG");
    	System.out.println(list);  // [a, b, c, d, GG]

### 5.3数组中是否包含某个值 Arrays.asList().contains() ###

String[] array = { "a", "b", "c", "d", "e" };
    boolean isEle = Arrays.asList(array).contains("a");
    System.out.println(isEle);

### 5.4数组排序 Arrays.sort() ###

int[] array = { 3, 1, 2 };
     System.out.println(Arrays.sort(array));
    //输出：1,2,3

### 5.5数组二分查找 Arrays.binarySearch() ###

int[] array = { 1,2,4,5,3,7,8 };
    
    System.out.println(Arrays.binarySearch(array,5));
    //输出4

以上并不是全部，只是列举了一些常用的类方法。

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## 总结 ##

数组的重点在于**了解内存存储的数据，还有如何使用数组的数据，如何快捷使用对应的类方法。**

[tq02_CSDN_-]: https://blog.csdn.net/m0_74097410?spm=1010.2135.3001.5343
[ec7abcf5f04a46d8bbaedc581a452653.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/c113adf56e3a4ee69c82d3204eaaa4d1.png
[be11d9918267479d84616bd2083cd044.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/9a6c2660b6ae4a519d6ad143988f13f1.png
[58f6f4409e804dc09580726bd12f3e07.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/97cf17e0462f42e598b233c576aaa890.png
[348bf83838d948c7bd313ec91a81c831.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/c209ff34078d4ecea20c34746aec8bbd.png
[c1753946cb5342fba4b13527a055f5d0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/20/78df3600b24c49f4b28b4021f5fa68ab.png