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Array基础概念
1、Java语言中的数组是一种引用数据类型。不属于基本数据类型。数组的父类是Object。
2、数组实际上是一个容器,可以同时容纳多个元素。(数组是一个数据的集合。)
数组:字面意思是“一组数据”
3、数组当中可以存储“基本数据类型”的数据,也可以存储“引用数据类型”的数据。
4、数组因为是引用类型,所以数组对象是堆内存当中。(数组是存储在堆当中的)
5、数组当中如果存储的是“java对象”的话,实际上存储的是对象的“引用(内存地址)”,数组中不能直接存储java对象。
6、数组一旦创建,在java中规定,长度不可变。(数组长度不可变)
7、数组的分类:一维数组、二维数组、三维数组、多维数组...(一维数组较多,二维数组偶尔使用!)
8、所有的数组对象都有length属性(java自带的),用来获取数组中元素的个数。
9、java中的数组要求数组中元素的类型统一。比如int类型数组只能存储int类型,Person类型数组只能存储Person类型。
例如:超市购物,购物袋中只能装苹果,不能同时装苹果和橘子。(数组中存储的元素类型统一)
10、数组在内存方面存储的时候,数组中的元素内存地址(存储的每一个元素都是有规则的挨着排列的)是连续的。内存地址连续。
这是数组存储元素的特点(特色)。数组实际上是一种简单的数据结构。
11、所有的数组都是拿“第一个小方框的内存地址”作为整个数组对象的内存地址。
(数组中首元素的内存地址作为整个数组对象的内存地址。)
12、数组中每一个元素都是有下标的,下标从0开始,以1递增。最后一个元素的下标是:length - 1
下标非常重要,因为我们对数组中元素进行“存取”的时候,都需要通过下标来进行。
13、数组这种数据结构的优点和缺点是什么?
优点:查询/查找/检索某个下标上的元素时效率极高。可以说是查询效率最高的一个数据结构。
为什么检索效率高?
第一:每一个元素的内存地址在空间存储上是连续的。
第二:每一个元素类型相同,所以占用空间大小一样。
第三:知道第一个元素内存地址,知道每一个元素占用空间的大小,又知道下标,所以
通过一个数学表达式就可以计算出某个下标上元素的内存地址。直接通过内存地址定位
元素,所以数组的检索效率是最高的。
数组中存储100个元素,或者存储100万个元素,在元素查询/检索方面,效率是相同的,
因为数组中元素查找的时候不会一个一个找,是通过数学表达式计算出来的。(算出一个
内存地址,直接定位的。)
缺点:
第一:由于为了保证数组中每个元素的内存地址连续,所以在数组上随机删除或者增加元素的时候,
效率较低,因为随机增删元素会涉及到后面元素统一向前或者向后位移的操作。
第二:数组不能存储大数据量,为什么?
因为很难在内存空间上找到一块特别大的连续的内存空间。
注意:对于数组中最后一个元素的增删,是没有效率影响的。
简易理解内存图:
14、怎么声明/定义一个一维数组?
语法格式:
15、怎么初始化一个一维数组呢?
包括两种方式:静态初始化一维数组,动态初始化一维数组。
静态初始化语法格式:
动态初始化语法格式:
测试程序:
int[] a1 = {1,100,10};
System.out.println("数组中的元素个数:" + a1.length); //3
System.out.println("第一个元素 = " + a1[0]); //1
System.out.println("最后一个元素 = " + a1[a1.length-1]); //10
C++风格:int a[10] = {};
Java风格:int [] a = {};
如果访问元素下标越界了,会出现异常ArrayIndexOutOfBoundsException(比较著名的异常。)
一维数组遍历:
// 一维数组遍历
for(int i = 0; i < a.length; i++){
System.out.println(a[i]); // i是从0到5,是下标
}
// 从最后一个元素遍历到第1个元素
for (int i = a.length - 1; i >= 0; i--) {
System.out.println("颠倒顺序输出-->" + a[i]);
}
main方法上面的“String[] args”的作用
分析以下: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。
// 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);
}
JVM默认传递过来的这个数组对象的长度默认为0
这个数字里何时会有值呢?
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 ArrayTest05 abc def xyz(DOS窗口运行)
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"}
代码理解:
需求: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。
// 用户名和密码输入到String[] args数组当中。
public static void main(String[] args) {
if(args.length != 2){
System.out.println("使用该系统时请输入程序参数,参数中包括用户名和密码信息,例如:zhangsan 123");
return;
}
// 程序执行到此处说明用户确实提供了用户名和密码。
// 接下来你应该判断用户名和密码是否正确。
// 取出用户名
String username = args[0];
// 取出密码
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")){
// 这样编写可以避免空指针异常。
// 采用以下编码风格,即使username和password都是null,也不会出现空指针异常。(这是老程序员给的一条编程经验。)
if("admin".equals(username) && "123".equals(password)){
System.out.println("登录成功,欢迎[" + username + "]回来");
System.out.println("您可以继续使用该系统....");
}else{
System.out.println("验证失败,用户名不存在或者密码错误!");
}
}
不建议以下编码风格:
if(username.equals("admin") && password.equals("123"))
采用以下编码风格,即使username和password都是null,也不会出现空指针异常。
if("admin".equals(username) && "123".equals(password)) //将字符串放前
【注:】调用子对象特有方法的话,需要向下转型!!
// 调用子对象特有方法的话,需要向下转型!!!
if(anis[i] instanceof Cat){
Cat cat = (Cat)anis[i];
cat.catchMouse();
}else if(anis[i] instanceof Bird){
Bird bird = (Bird)anis[i];
bird.sing();
}
// Cat是子类
class Cat extends Animal {
public void move(){
System.out.println("猫在走猫步!");
}
// 特有方法
public void catchMouse(){
System.out.println("猫抓老鼠!");
}
}
// Bird子类
class Bird extends Animal {
public void move(){
System.out.println("Bird Fly!!!");
}
// 特有的方法
public void sing(){
System.out.println("鸟儿在歌唱!!!");
}
}
一维数组的扩容
在java开发中,数组长度一旦确定不可变,那么数组满了怎么办?
数组满了,需要扩容。
java中对数组的扩容是:
先新建一个大容量的数组,然后将小容量数组中的数据一个一个拷贝到大数组当中。
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。
代码测试:
java中的数组是怎么进行拷贝的呢?
System.arraycopy(5个参数);
拷贝源;拷贝起始位置(数组下标);拷贝目标;拷贝到拷贝目标处位置(数组下标);拷贝长度
// 拷贝源(从这个数组中拷贝)
int[] src = {1, 11, 22, 3, 4};
// 拷贝目标(拷贝到这个目标数组上)
int[] dest = new int[20]; // 动态初始化一个长度为20的数组,每一个元素默认值0
// 调用JDK System类中的arraycopy方法,来完成数组的拷贝
//System.arraycopy(src, 1, dest, 3, 2);
数组中如果存储的元素是引用也可以拷贝
String[] strs = {"hello", "world!", "study", "java", "oracle", "mysql", "jdbc"};
String[] newStrs = new String[20];
System.arraycopy(strs, 0, newStrs, 0, strs.length);
数组中如果存储的元素是对象也可以拷贝,这里拷贝的是对象的地址
Object[] objs = {new Object(), new Object(), new Object()};
Object[] newObjs = new Object[5];
System.arraycopy(objs, 0, newObjs, 0, objs.length);
二维数组
1、二维数组其实是一个特殊的一维数组,特殊在这个一维数组当中的每一个元素是一个一维数组。
2、三维数组是什么?
三维数组是一个特殊的二维数组,特殊在这个二维数组中每一个元素是一个一维数组。
实际的开发中使用最多的就是一维数组。二维数组也很少使用。三维数组几乎不用。
3、二维数组静态初始化
int[ ][ ] array = {{1,1,1},{2,3,4,5},{0,0,0,0},{2,3,4,5},{2,3,4,5},{2,3,4,5},{2,3,4,5}};
以下代码当中:里面的是4个一维数组。
int[][] a = {
{100, 200, 300},
{30, 20, 40, 50, 60},
{6, 7, 9, 1},
{0}
};
总结
1、数组
1.1、数组的优点和缺点,并且要理解为什么。
第一:空间存储上,内存地址是连续的。
第二:每个元素占用的空间大小相同。
第三:知道首元素的内存地址。
第四:通过下标可以计算出偏移量。
通过一个数学表达式,就可以快速计算出某个下标位置上元素的内存地址,
直接通过内存地址定位,效率非常高。
优点:检索效率高。
缺点:随机增删效率较低,数组无法存储大数据量。
注意:数组最后一个元素的增删效率不受影响。
1.2、一维数组的静态初始化和动态初始化
静态初始化:
int[ ] arr = {1,2,3,4};
Object[ ] objs = {new Object(), new Object(), new Object()};
动态初始化:
int[ ] arr = new int[4]; // 4个长度,每个元素默认值0
Object[ ] objs = new Object[4]; // 4个长度,每个元素默认值null
1.3、一维数组的遍历
for(int i = 0; i < arr.length; i++){
System.out.println(arr[i]);
}
1.4、二维数组的静态初始化和动态初始化
静态初始化:
int[ ][ ] arr = {
{1,2,34},
{54,4,34,3},
{2,34,4,5}
};
Object[ ][ ] arr = {
{new Object(),new Object()},
{new Object(),new Object()},
{new Object(),new Object(),new Object()}
};
动态初始化:
int[][] arr = new int[3][4];
Object[][] arr = new Object[4][4];
Animal[][] arr = new Animal[3][4];
// Person类型数组,里面可以存储Person类型对象,以及Person类型的子类型都可以。
Person[][] arr = new Person[2][2];
....
1.5、二维数组的遍历
for(int i = 0; i < arr.length; i++){ // 外层for循环负责遍历外面的一维数组。
// 里面这个for循环负责遍历二维数组里面的一维数组。
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++){
System.out.print(arr[i][j]);
}
// 换行。
System.out.println();
}
1.6、main方法上“String[] args”参数的使用(非重点,了解一下,以后一般都是有界面的,用户可以在界面上输入用户名和密码等参数信息。)
1.7、数组的拷贝:System.arraycopy()方法的使用
数组有一个特点:长度一旦确定,不可变。
所以数组长度不够的时候,需要扩容,扩容的机制是:新建一个大数组,
将小数组中的数据拷贝到大数组,然后小数组对象被垃圾回收。