Java由浅入深学习数组的使用（java数组基础）

目录一、前言二、数组的定义1.概述2.静态初始化数组3.动态初始化数组4.总结三、数组的属性1.访问2.长度3.遍历四、内存图1.单数组内存图2.多数组内存图3.数组指向相同内存五、常见问题1.索引越界2.空指针异常

一、前言

学习概述：前八天我们学习了语法基础、运算符与表达式、循环结构、分支结构，今天主要学习数组的定义、相关的属性方法、数组存储的内存图、常见错误

学习目标：掌握数组的两种定义方法、相关属性、了解内存原理、错误解决

二、数组的定义

1.概述

假如有一个班同学的成绩需要存储，该使用什么方法呢？

像我们之前学习的，可以定义多个变量存储不同的成绩。但是要有1000多个学生，那么到定义1000多个变量吗？当然不行，这就需要用到我们的数组了。

2.静态初始化数组

特点：定义数组的时候直接给数组赋值，由系统决定数组长度

通用格式：

数据类型[] 数组名 = { 元素1，元素2 ，元素3，… };例如：int [] array= {1,2,3,4,5};double[] scores = {88.5, 99.5, 59.5};

3.动态初始化数组

特点：定义数组时确了定元素的类型和数组的长度，之后存入数据

通用格式：

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度];例如：int [] array= new int[5];double[] scores = new double[3];

默认值：

数据类型具体定义类型默认值基本类型byte、short、char、int、long0float、double0.0booleanfalse引用类型类、接口、数组、Stringnull

4.总结

数组适合同种类型的大量数据静态初始化适合知道了元素值动态初始化适合不清楚存入哪些数据

三、数组的属性

1.访问

一般访问数组的方式为：

数组名称[索引]

例题：

//静态初始化数组

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

System.out.println(array[0]);//输出 1

System.out.println(array[1]);//输出 2

System.out.println(array[3]);//输出 4

2.长度

长度可以直接调用length得到数组的长度。

例题：

//静态初始化数组

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

System.out.println(array.length);//调用方法，输出长度 5

//最大索引array.length-1

3.遍历

遍历就是一个一个数组元素的访问，主要应用在搜索、数据统计......

我们之前学了循环结构、分支结构，下面通过for循环遍历一个数组

例题：

给定元素 {10,8,9,4,5,6,8,71,2,3,9,99}，用静态数组存储并输出数组中大于5的元素？

编码实现：

//静态初始化数组

int [] array= {10,8,9,4,5,6,8,71,2,3,9,99};

for(int i=0;i

{

if(array[i]>5)

System.out.println(array[i]);

}

输出结果：

10 8 9 6 8 71 9 99

四、内存图

java在程序运行时，需要在内存中分配空间，对空间进行了不同区域的划分。栈内存：存储局部变量，使用完毕立即消失堆内存：存储new 出来的内容（对象、实体），地址使用完毕在垃圾回收器空闲时回收

1.单数组内存图

下面的创建数组代码，实现它的内存关系图

编码实现：

//动态初始化数组

int [] arr=new int[3];

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr[1]);

System.out.println(arr[2]);

//修改值

arr[0]=100;

arr[2]=200;

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr[1]);

System.out.println(arr[2]);

输出结果：

[I@15db9742000[I@15db97421000200

原理讲解：

动态初始化先在堆内存生成一个new 一个arr地址值，具体看编译器的结果，这里假设001。由于动态初始化，所以每个元素都有一个初始值，具体可以看上面的表。我们输出元素，先访问数组名地址，到堆内存下标，再输出元素值。修改数组值，历程和查看相同，只不过多了一步修改的过程，如下图：

2.多数组内存图

多个数组和单数组内存使用原理相同，这里我就不过多讲述了。

3.数组指向相同内存

假如我们把两个数组的地址值改为相同，修改后的结果该是如何，如下面的代码。

编码实现：

//动态初始化数组

int [] arr=new int[3];

arr[0]=100;

arr[1]=200;

arr[2]=300;

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr[1]);

System.out.println(arr[2]);

int [] arr2=arr;

arr2[0]=111;

arr2[1]=222;

arr2[2]=333;

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr2);

System.out.println(arr2[0]);

输出结果：

[I@15db9742100200300[I@15db9742111[I@15db9742111

原理讲解：

第一个数组在堆内存的地址为001，第二个数组也为001，所以修改第二个数组的值，其实都是同一个数组内存。第一个数组的值也会随着改变，结果如下：

五、常见问题

1.索引越界

//静态初始化数组

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

System.out.println(array[3]);

上面的代码运行之后，会出现下面的报错异常：Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3解释：我们静态化初始数组给了3个数字，最大索引为2，当我们访问3时，就会报错

2.空指针异常

//动态初始化数组

int [] array= new int[3];

array=null;

System.out.println(array[0]);

上面的代码运行之后，会出现下面的报错异常：Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException解释：我们将数组置为null，导致访问的数组不指向堆内存的数据

{

if(array[i]>5)

System.out.println(array[i]);

}

输出结果：

10 8 9 6 8 71 9 99

四、内存图

java在程序运行时，需要在内存中分配空间，对空间进行了不同区域的划分。栈内存：存储局部变量，使用完毕立即消失堆内存：存储new 出来的内容（对象、实体），地址使用完毕在垃圾回收器空闲时回收

1.单数组内存图

下面的创建数组代码，实现它的内存关系图

编码实现：

//动态初始化数组

int [] arr=new int[3];

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr[1]);

System.out.println(arr[2]);

//修改值

arr[0]=100;

arr[2]=200;

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr[1]);

System.out.println(arr[2]);

输出结果：

[I@15db9742000[I@15db97421000200

原理讲解：

动态初始化先在堆内存生成一个new 一个arr地址值，具体看编译器的结果，这里假设001。由于动态初始化，所以每个元素都有一个初始值，具体可以看上面的表。我们输出元素，先访问数组名地址，到堆内存下标，再输出元素值。修改数组值，历程和查看相同，只不过多了一步修改的过程，如下图：

2.多数组内存图

多个数组和单数组内存使用原理相同，这里我就不过多讲述了。

3.数组指向相同内存

假如我们把两个数组的地址值改为相同，修改后的结果该是如何，如下面的代码。

编码实现：

//动态初始化数组

int [] arr=new int[3];

arr[0]=100;

arr[1]=200;

arr[2]=300;

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr[1]);

System.out.println(arr[2]);

int [] arr2=arr;

arr2[0]=111;

arr2[1]=222;

arr2[2]=333;

System.out.println(arr);

System.out.println(arr[0]);

System.out.println(arr2);

System.out.println(arr2[0]);

输出结果：

[I@15db9742100200300[I@15db9742111[I@15db9742111

原理讲解：

第一个数组在堆内存的地址为001，第二个数组也为001，所以修改第二个数组的值，其实都是同一个数组内存。第一个数组的值也会随着改变，结果如下：

五、常见问题

1.索引越界

//静态初始化数组

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

System.out.println(array[3]);

上面的代码运行之后，会出现下面的报错异常：Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3解释：我们静态化初始数组给了3个数字，最大索引为2，当我们访问3时，就会报错

2.空指针异常

//动态初始化数组

int [] array= new int[3];

array=null;

System.out.println(array[0]);

上面的代码运行之后，会出现下面的报错异常：Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException解释：我们将数组置为null，导致访问的数组不指向堆内存的数据

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