Java从入门到“放弃”（精通）之旅——数组的定义与使用⑥
Java从入门到“放弃”（精通）之旅🚀——数组⑥
前言——什么是数组？
数组：可以看成是相同类型元素的一个集合，在内存中是一段连续的空间。比如现实中的车库，在java中，包含6个整形类型元素的数组，就相当于上图中连在一起的6个车位，从下图中可以看到：
📖一、数组的基本概念
1.1 为什么需要数组
考虑存储5个学生的考试成绩：
// 传统方式
int score1 = 70;
int score2 = 80;
// ...需要定义多个变量
这种方式在数据量大时非常不便。数组应运而生，它可以存储相同类型的多个数据，是内存中的一段连续空间。
1.2 数组的特点
- 元素类型相同
- 内存空间连续
- 通过下标访问（从0开始）
🔛二、数组的创建与初始化
2.1 数组创建语法
T[] 数组名 = new T[N]; // T:元素类型，N:数组长度
示例：
int[] array1 = new int[10]; // 10个int
double[] array2 = new double[5]; // 5个double
2.2 初始化方式
动态初始化：指定长度
int[] array = new int[10]; // 默认值0
静态初始化：指定内容
int[] array1 = new int[]{1,2,3};
// 简写形式
int[] array2 = {1,2,3};
注意：
- 静态初始化无需指定长度
- 简写形式不能拆分两步操作
2.3 默认值规则
✅Java数组元素默认值对照表
| 数据类型 | 默认值 |
|---|---|
| byte | 0 |
| short | 0 |
| int | 0 |
| long | 0 |
| float | 0.0f |
| double | 0.0 |
| char | ‘\u0000’ |
| boolean | false |
说明：
- 数值类型（byte/short/int/long/float/double）默认值均为0
- char类型默认是Unicode空字符（\u0000）
- boolean类型默认false
- 引用类型（如String、Object等）默认值为null
注意：当数组被创建但未显式初始化时，各元素会被自动赋予对应类型的默认值
🔧三、数组的使用
3.1 元素访问
int[] arr = {10,20,30};
System.out.println(arr[0]); // 10
arr[0] = 100; // 修改元素
重要：下标从0开始，越界会抛出
ArrayIndexOutOfBoundsException
3.2 遍历数组
传统for循环：
for(int i=0; i<arr.length; i++){System.out.println(arr[i]);
}
增强for循环(for-each)：
for(int num : arr){System.out.println(num);
}
🤖四、数组的内存模型
4.1 JVM内存划分
- 栈：存储局部变量
- 堆：存储对象和数组
- 方法区、程序计数器等
4.2 引用类型特性（简化版指针）
int[] arr1 = new int[]{1,2,3};
int[] arr2 = arr1; // 两个引用指向同一数组
🕹️五、数组常见操作
5.1 数组拷贝
浅拷贝：
int[] newArr = arr; // 共享同一数组示意图：
深拷贝：
// 方法1：System.arraycopy int[] newArr = new int[arr.length]; System.arraycopy(arr, 0, newArr, 0, arr.length);// 方法2：Arrays.copyOf int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);示意图：
5.2 数组排序
冒泡排序：
void bubbleSort(int[] arr){for(int i=0; i<arr.length-1; i++){for(int j=0; j<arr.length-1-i; j++){if(arr[j] > arr[j+1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = tmp;}}}
}
内置排序：
Arrays.sort(arr); // 快速排序实现
5.3 二分查找
int binarySearch(int[] arr, int key){int left = 0, right = arr.length-1;while(left <= right){int mid = (left + right)/2;if(arr[mid] == key) return mid;else if(arr[mid] < key) left = mid+1;else right = mid-1;}return -1;
}
📜六、二维数组
6.1 基本使用
int[][] arr = {{1,2,3},{4,5,6}
};// 遍历
for(int i=0; i<arr.length; i++){for(int j=0; j<arr[i].length; j++){System.out.print(arr[i][j]+" ");}System.out.println();
}
⚙️七、实际应用案例
7.1 斐波那契数列
public static int[] fib(int n){if(n <= 0) return null;int[] arr = new int[n];arr[0] = arr[1] = 1;for(int i=2; i<n; i++){arr[i] = arr[i-1] + arr[i-2];}return arr;
}
7.2 冒泡排序
public class BubbleSort {public static void bubbleSort(int[] arr) {int n = arr.length;for (int i = 0; i < n - 1; i++) {for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {// 交换arr[j]和arr[j + 1]int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}}public static void main(String[] args) {int[] array = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};bubbleSort(array);for (int num : array) {System.out.print(num + " ");}}
}
7.2 数组工具类
// 数组转字符串
String str = Arrays.toString(arr);// 数组填充
Arrays.fill(arr, 0); // 全部填充为0
总结
数组作为Java中的基础数据结构，具有以下特点：
- 存储相同类型元素的集合
- 内存空间连续，支持随机访问
- 长度固定，初始化后不可改变
- 作为引用类型，需要注意深浅拷贝问题
掌握数组的各种操作和特性，是Java编程的重要基础。在实际开发中，应根据需求选择合适的数组操作方式，并注意避免常见的数组越界等问题。
JavaSE往期专栏
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- Java从入门到“放弃”（精通）之旅——数据类型与变量②
- Java从入门到“放弃”（精通）之旅——运算符③
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- Java从入门到“放弃”（精通）之旅——方法的使用⑤
