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数组

admin

11月 28, 2021

1.1 数组介绍

数组就是存储数据长度固定的容器,存储多个数据的数据类型要一致。

1.2 数组的定义格式

1.2.1 第一种格式

数据类型[] 数组名

示例:

int[] arr;        
double[] arr;      
char[] arr;

1.2.2 第二种格式

数据类型 数组名[]

示例:

int arr[];
double arr[];
char arr[];

1.3 数组的动态初始化

1.3.1 什么是动态初始化

数组动态初始化就是只给定数组的长度,由系统给出默认初始化值

1.3.2 动态初始化格式

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
int[] arr = new int[3];

1.3.3 动态初始化格式详解

  • 等号左边:

    • int:数组的数据类型

    • []:代表这是一个数组

    • arr:代表数组的名称

  • 等号右边:

    • new:为数组开辟内存空间

    • int:数组的数据类型

    • []:代表这是一个数组

    • 5:代表数组的长度

代码 :

package com.itheima.array;

public class Demo2Array {
   /*
       数组的动态初始化:
                       在初始化的时候, 需要手动指定数组的长度, 系统会为数组容器分配初始值.

       动态初始化格式:
                       数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];

       注意:
                       打印数组变量的时候, 会打印出数组的内存地址

       [[email protected] :

                       @ : 分隔符
                       [ : 当前的空间是一个数组类型
                       I : 当前数组容器中所存储的数据类型
                       10f87f48 : 十六进制内存地址

                               0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
    */
   public static void main(String[] args) {
       // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
       // 通过new关键字创建了一个int类型的数组容器, 该容器可以存储5个int类型的整数, 该容器被arr数组变量所记录
       int[] arr = new int[5];
       // [[email protected]
       System.out.println(arr);

       byte[] bArr = new byte[3];
       // [[email protected]
       System.out.println(bArr);

  }
}

 

1.4 数组元素访问

1.4.1 什么是索引

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。

1.4.2访问数组元素格式

数组名[索引];

1.4.3示例代码

package com.itheima.array;

public class Demo3ArrayIndex {
   /*
       数组动态初始化:
               初始化的时候, 手动指定数组长度, 系统会为数组容器分配初始值.

       数组的元素访问格式:
               数组名[索引]

               索引: 数组中数据的编号方式, 编号从0开始
               作用: 访问数组容器中的空间位置

       注意:
               数组在创建完毕后, 即使没有赋值, 也可以取出, 但取出的元素都是默认初始化值.

    */
   public static void main(String[] args) {
       int[] arr = new int[3];         // 0 1 2
       System.out.println(arr);        // 数组的内存地址 [[email protected]

       // 数组名[索引] 访问数组容器中的空间位置
       System.out.println(arr[0]);     // 0 系统自动分配的默认初始化值
       System.out.println(arr[1]);
       System.out.println(arr[2]);

       System.out.println("--------------");

       // 数组名[索引]
       arr[0] = 11;
       arr[1] = 22;
       arr[2] = 33;

       System.out.println(arr[0]);
       System.out.println(arr[1]);
       System.out.println(arr[2]);
  }
}

1.5 内存分配

1.5.1 内存概述

内存是计算机中的重要原件,临时存储区域,作用是运行程序。

我们编写的程序是存放在硬盘中的,在硬盘中的程序是不会运行的。

必须放进内存中才能运行,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。

1.5.2 java中的内存分配

  • 目前我们只需要记住两个内存,分别是:栈内存和堆内存

区域名称 作用
寄存器 给CPU使用,和我们开发无关。
本地方法栈 JVM在使用操作系统功能的时候使用,和我们开发无关。
方法区 存储可以运行的class文件。
堆内存 存储对象或者数组,new来创建的,都存储在堆内存。
方法栈 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。

1.6 Java内存分配-一个数组内存图

1.7 两个数组内存图

1.8 多个数组指向相同内存图

1.9 数组的静态初始化

1.9.1 什么是静态初始化

在创建数组时,直接将元素确定

1.9.2 静态初始化格式

  • 完整版格式

    数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,...};
  • 简化版格式

    数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,...};

1.9.3示例代码

package com.itheima.array2;

public class Demo1Array {
   /*
       数组静态初始化 : 初始化时指定每个数组元素的初始值,由系统决定数组长度

       完整格式:
                   数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
       简化格式:
                   数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
    */
   public static void main(String[] args) {
       // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
       int[] arr = new int[]{11,22,33};
       System.out.println(arr[0]);
       System.out.println(arr[1]);
       System.out.println(arr[2]);

       // 数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
       int[] arr2 = {44,55,66};
       System.out.println(arr2);
       System.out.println(arr2[0]);
       System.out.println(arr2[1]);
       System.out.println(arr2[2]);

  }
}

1.10 数组操作的两个常见问题

1.10.1 索引越界异常

  • 出现原因

    public class ArrayDemo {
       public static void main(String[] args) {
           int[] arr = new int[3];
           System.out.println(arr[3]);
      }
    }

    数组长度为3,索引范围是0~2,但是我们却访问了一个3的索引。

    程序运行后,将会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中,数组的越界异常是不能出现的,一旦出现了,就必须要修改我们编写的代码。

  • 解决方案

    将错误的索引修改为正确的索引范围即可!

1.10.2 空指针异常

  • 出现原因

    public class ArrayDemo {
       public static void main(String[] args) {
           int[] arr = new int[3];

           //把null赋值给数组
           arr = null;
           System.out.println(arr[0]);
      }
    }

    arr = null 这行代码,意味着变量arr将不会在保存数组的内存地址,也就不允许再操作数组了,因此运行的时候会抛出 NullPointerException 空指针异常。在开发中,空指针异常是不能出现的,一旦出现了,就必须要修改我们编写的代码。

  • 解决方案

    给数组一个真正的堆内存空间引用即可!

1.11 数组遍历

  • 数组遍历:就是将数组中的每个元素分别获取出来,就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。

    public class ArrayTest01 {
    public static void main(String[] args) {
    int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);
    System.out.println(arr[3]);
    System.out.println(arr[4]);
    }
    }

    以上代码是可以将数组中每个元素全部遍历出来,但是如果数组元素非常多,这种写法肯定不行,因此我们需要改造成循环的写法。数组的索引是 0 到 lenght-1 ,可以作为循环的条件出现。

    public class ArrayTest01 {
       public static void main(String[] args) {
           //定义数组
           int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};

           //使用通用的遍历格式
           for(int x=0; x<arr.length; x++) {
               System.out.println(arr[x]);
          }
      }
    }

1.12 数组获取最大值

  • 最大值获取:从数组的所有元素中找出最大值。

  • 实现思路:

    • 定义变量,保存数组0索引上的元素

    • 遍历数组,获取出数组中的每个元素

    • 将遍历到的元素和保存数组0索引上值的变量进行比较

    • 如果数组元素的值大于了变量的值,变量记录住新的值

    • 数组循环遍历结束,变量保存的就是数组中的最大值

  • 代码实现:

    package com.itheima.test;

    import java.util.Scanner;

    public class Test2Array {
       /*
           需求: 从数组中查找最大值

                   int[] arr = {12,45,98,73,60};

           实现步骤:
                   1. 假设数组中的第一个元素为最大值
                   2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较
                   3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值
                   4. 循环结束后, 打印最大值.
        */
       public static void main(String[] args) {
           int[] arr = {12,45,98,73,60};
           // 1. 假设数组中的第一个元素为最大值
           int max = arr[0];
           // 2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较
           for(int i = 1; i < arr.length; i++){
               // 3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值
               if(arr[i] > max){
                   max = arr[i];
              }
          }
           // 4. 循环结束后, 打印最大值.
           System.out.println("max:" + max);
      }
    }

1.13 数组元素求和

  • 需求:键盘录入5个整数,存储到数组中,并对数组求和

  • 思路: 1.创建键盘录入对象,准备键盘录入 2.定义一个求和变量,准备记录累加后的结果 3.动态初始化一个长度为5的int数组,准备存储键盘录入的数值 4.将键盘录入的数值存储到数组中 5.遍历数组,取出每一个元素,并求和 6.输出总和

  • 代码实现:

    package com.itheima.test;

    import java.util.Scanner;

    public class Test3Array {
       /*
           需求:键盘录入5个整数,存储到数组中,并对数组求和

           思路:
               1.创建键盘录入对象,准备键盘录入
               2.定义一个求和变量,准备记录累加后的结果
               3.动态初始化一个长度为5的int数组,准备存储键盘录入的数值
               4.将键盘录入的数值存储到数组中
               5.遍历数组,取出每一个元素,并求和
               6.输出总和
        */
       public static void main(String[] args) {
           // 1.创建键盘录入对象,准备键盘录入
           Scanner sc = new Scanner(System.in);
           // 2.定义一个求和变量,准备记录累加后的结果
           int sum = 0;
           // 3.动态初始化一个长度为5的int数组,准备存储键盘录入的数值
           int[] arr = new int[5];
           // 4.将键盘录入的数值存储到数组中
           for(int i = 0; i < arr.length; i++){
               System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个整数:");
               //arr[i] = 10;
               arr[i] = sc.nextInt();
          }

           // 5.遍历数组,取出每一个元素,并求和
           for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
               sum += arr[i];
          }

           // 6.输出总和
           System.out.println("sum:" + sum);

      }
    }

1.14 数组基本查找【应用】

  • 需求: 已知一个数组 arr = {19, 28, 37, 46, 50}; 键盘录入一个数据,查找该数据在数组中的索引,并在控 制台输出找到的索引值。

  • 思路: 1.定义一个数组,用静态初始化完成数组元素的初始化 2.键盘录入要查找的数据,用一个变量接收 3.定义一个索引变量,初始值为-1 4.遍历数组,获取到数组中的每一个元素 5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较,如果值相同,就把该值对应的索引赋值给索引变量,并结束循环 6.输出索引变量

  • 代码实现:

    public static void main(String[] args) {
           // 1.定义一个数组,用静态初始化完成数组元素的初始化
           int[] arr = {19, 28, 37, 46, 50};
           // 2.键盘录入要查找的数据,用一个变量接收
           Scanner sc = new Scanner(System.in);
           System.out.println("请输入您要查找的元素:");
           int num = sc.nextInt();
           // 3.定义一个索引变量,初始值为-1
           // 假设要查找的数据, 在数组中就是不存在的
           int index = -1;
           // 4.遍历数组,获取到数组中的每一个元素
           for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
               // 5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较,如果值相同,就把该值对应的索引赋值给索引变量,并结束循环
               if(num == arr[i]){
                   // 如果值相同,就把该值对应的索引赋值给索引变量,并结束循环
                   index = i;
                   break;
              }
          }
           // 6.输出索引变量
           System.out.println(index);
      }
    }

1.15 评委打分【应用】

  • 需求:在编程竞赛中,有6个评委为参赛的选手打分,分数为0-100的整数分。 选手的最后得分为:去掉一个最高分和一个最低分后 的4个评委平均值 (不考虑小数部分)。

  • 思路: 1.定义一个数组,用动态初始化完成数组元素的初始化,长度为6 2.键盘录入评委分数 3.由于是6个评委打分,所以,接收评委分数的操作,用循环 4.求出数组最大值 5.求出数组最小值 6.求出数组总和 7.按照计算规则进行计算得到平均分 8.输出平均分

  • 代码实现:

        public static void main(String[] args) {
           // 1.定义一个数组,用动态初始化完成数组元素的初始化,长度为6
           int[] arr = new int[6];
           // 2.键盘录入评委分数
           Scanner sc = new Scanner(System.in);
           // 3.由于是6个评委打分,所以,接收评委分数的操作,用循环
           for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
               System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个评委的打分:");
               int score = sc.nextInt();
               if(score >= 0 && score <= 100){
                   // 合法的分值
                   arr[i] = score;
              }else{
                   // 非法的分值
                   System.out.println("您的打分输入有误, 请检查是否是0-100之间的");
                   i--;
              }
          }

           // 4.求出数组最大值
           int max = arr[0];
           for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
               if(max < arr[i]){
                   max = arr[i];
              }
          }

           // 5.求出数组最小值
           int min = arr[0];
           for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
               if(min > arr[i]){
                   min = arr[i];
              }
          }

           // 6.求出数组总和
           int sum = 0;
           for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
               sum += arr[i];
          }

           // 7.按照计算规则进行计算得到平均分
           int avg = (sum - max - min ) / 4;

           // 8.输出平均分
           System.out.println(avg);
      }
    }
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