Java数组

1.了解数组

数组，大家都不陌生，数组对于每一门编程语言都是重要的数据结构之一，当然不同编程语言对于数组的应用和实现也稍有不同。

那么让我们了解一下Java语言提供的数组。

1.1.什么是数组？

概念：数组是具有相同数据类型且按一定次序排列的的一组变量的集合体。即：

1.存储多个数据。

2数组中的每个元素具有相同数据类型。

3..从内存结构的角度理解：数组在内存中是一段连续的内存空间，即在内存中连续存储。

4.数据类型可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。

简而言之,定义一个数组就是一次定义多个变量。

1.2.什么是数组元素？

构成一个数组的每一个数据称为数组元素。

1.3.什么是数组长度？

数组中元素的个数叫做数组长度，也叫作数组大小。

获取数组长度的方法：数组名.length

数组大小是在为数组元素分配内存时确定的大小，大小不可改变。

1.4.什么是数组下标？

下标是数组元素在数组中的位置。下表也叫索引（ index）。

在一个数组中，数组下标是用整数表示的，从0开始，依次累加1，直到数组长度-1。即：

下标的界限 0 到数组长度-1。

下标如果为负数，或者下标超过了数组大小-1，此时会发生数组下标越界。（ArrayIndexOutOfbounds）

1.5.数组的数据结构（线性表）:

线性表，全名为线性存储结构。使用线性表存储数据的方式可以这样理解，即“把所有数据用一根线儿串起来，再存储到物理空间中”。

如下图就是线性表的存储结构：

2.使用数组

根据数组的维度，可以将其分为一维数组、二维数组和多维数组等

2.1.使用数组的步骤：

1.定义数组（数组的声明）

2.为数组元素分配内存

3.数组元素初始化

4.使用数组

2.1.1.定义数组（声明数组）：

定义数组的两种语法规则：

1.数据类型 [ ] 数组名; （推荐）

2.数据类型数组名[ ] ;

例如int []score; 或 int score[];

1.数组是什么数据类型，数组是元素就是什么数据类型。

2.数组的特征是[ ]（[ ]表示数组）

3.数组是引用类型。```

定义数组的本质就是向JVM申请内存，JVM将内存划分成几个区域，其中包括堆和栈，不同的区域储存不同类型的数据。

定义数组时，JVM将数组的名称存储在栈中，栈是一种先进后出的数据结构，因此数组名称在栈中。数组是引用类型，因此数组名称的默认值是null。

2.1.2.为数组元素分配内存：

声明一个数组时仅为数组指定了数组名称和元素的类型，并未指定元素的个数，没有为数组元素分配内存。因为没有为数组元素分配内存，此时无法使用数组存储数据。要让系统为数组元素分配内存，必须要指明数组元素的个数，并通过new运算符为数组元素分配内存。

为数组元素分配内存的语法格式：

数组名=new 数据类型[数组长度]

例如：score=new int[4]；

定义数组和为数组元素分配内存，这两步可以合并一起写，例：

int [ ]score=new int[4];

（因为数据类型为int类型，此时还未为数组元素初始化，所以数组元素的默认值是0。）

内存分配如下图所示：

2.1.3.数组元素初始化：

数组声明并为数组元素分配内存空间完成后，必须为数组元素初始化（初始化就是第一次赋值的意思）后，才能使用数组元素。如果没有为数组元素初始化，那么数组元素为默认值。各种数据类型数组元素的默认值见表：

可以通过数组下标对数组元素初始化，例如：

array[0]=65; 表示数组的第一个数组元素赋值为65

数组的几种初始化方式：

1.静态初始化（静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。）

数据类型 [ ] 数组名称 = new 数据类型[ ]{数组元素1，数组元素2，数组元素3…};

或者，

数据类型 [ ] 数组名称 = {数组元素1，数组元素2，数组元素3…};

2.动态初始化

数据类型 [ ] 数组名称=new 数据类型[数组长度];

定义数组、为数组元素分配内存、数组元素初始化，可以放在一步写，例如：

int [ ]score=new int[4];

或者，

int [ ]score=new int[]{84,45,96,78};

或者，

int [ ]score={84,45,96,78}

2.1.4使用数组：

使用数组通常都是求数组中的最大值、最小值、总和、平均值、遍历数组元素、数组元素排序、数组元素中元素的数量等操作。

我们可以通过实例来理解如何使用数组：

2.1.4.1.最大值，最小值，平均值，求和：

例：班级5个学生，创建一个成绩的数据，统计最大值，最小值，平均值，求和：

2.1.4.2.用增强for循环遍历数组：

jdk1.5版本及其之后的版本提供了增强for循环语句，用来对数组和集合中的数据进行遍历，增强for循环的语法规则：

for(元素类型变量名:要循环的数组或集合){

.......

}

1.元素类型是指数组或集合中的元素的类型。

2.变量名在循环时用来保存每个元素的值。

3.冒号后面是要遍历的数组或集合的名称。

例如：

2.1.4.3.数组元素排序：

常用的排序算法：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、希尔排序、归并排序、快速排序、基数排序、堆排序、计数排序、桶排序、二叉树排序。前四种是比较常用的算法，而冒泡排序是最重要的一种排序算法。对于个排序算法文字过程，可自行查找资料。

冒泡排序：

选择排序：

插入排序：

快速排序：

2.1.4.4.查找数组元素：

二分查找：

3.数组的工具类java.util.Arrays类

3.1.比较两个数组是否相等:equals(array1,array2);

3.2.对数组元素进行升序排序:sort(array);

数组全部排序:

数组指定下标范围排序:

3.3.将数组转换成字符串:toString(array);

3.4.将数组所有元素赋值为相同的值:fill(array,vai);

运行结果:

[30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30]

3.5.将数组赋值成一个长度为设定值的新数组:copyOf(arr1,length)；(两个数组数据类型一致）

运行结果:

[10, 50, 40]

[10, 50, 40, 30, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

3.6.查询元素在数组中的下标:binarySearch(array,val);

运行结果

0-1-4-5

分析：

若找到了数据，则返回该数据的下标；若找不到数据，则返回负数，其值为该数据在数组中排序的位置。

4.二维数组

在实际运用中，三维及其以上的数组使用的很少，主要使用二维数组。

使用二维数组的步骤与使用一维数组的步骤相同：1.定义数组（数组的声明）、2.为数组元素分配内存、3.数组元素初始化、4.使用数组

4.1.定义二维数组（数组的声明）:

定义二维数组的两种语法规则：

1.数据类型 [ ] [ ]数组名;

2.数据类型数组名[ ] [ ];

4.2.为二维数组元素分配内存:

二维数组实际上是一个一维数组，这个一维数组的每一个元素又是一个一维数组。

例如：int [ ] [ ]s=new int[3] [3];

4.3.二维数组元素初始化：

示例：

int arr[ ] [ ]=new int[ ] [ ]{{1,2,3}，

{4,5,6}，

{7,8,9}，

}；

int arr[ ] [ ]={{1,2,3}，