Java中的数组

学习目标

"数组"是一种很基础但又极为重要的数据结构。几乎所有的编程语言对数组操作提供了支持。 Java中的数组既拥有数组普遍的特性： 比如按下标访问，元素连续存放等，也有它自己的特色，比如使用一维数组实现多维数组，数组可以是不整齐的等等。

本讲围绕“数组”这一核心内容而展开，重点是**引用类型数组的内存布局模型**。
本讲还包容了不少与数据结构相关的练习，完成它们，不仅可以训练自己的Java编程技能，同时还对数据结构的学习有一定的促进作用。事实上，在后面的课程中还会遇到不少与数据结构相关的内容，甚至有些数据结构的教材，就是以Java作为编程实现语言的。

数组的特点

• 一种简单的数据结构
• 元素具有相同的数据类型
• 一旦创建之后，尺寸保持不变
• 元素在内存中连续分布

数组的下标

Subscript（下标）

• 亦称index（索引），代表元素在整个数组中的位置
• 必须是整数或整数表达式

数组名

数组的创建

• 数组是对象，需要占用内存空间
• 以下代码声明一个数组变量并为之分配内存

int c[]= new int[12];
//相当于
int c[];//声明数组变量，declare array
c = new int[12];//分配内存空间，allocate array

• 上面是创建“原始数据类型”的数组，我们还可以创建“对象数组”

String b[] = new String[100];

数组初始化

• 数组创建之后，可以使用循环或赋值语句对其进行初始化
• Java提供了一种使用初始化列表的方式，使用它可以省略使用new关键字创建数组对象的工作int n[]={1,2,3,4,5};
  

import javax.swing.*;
public class welcome1
{
	public static void main(String[] args)
	{
		      String output = "";

		      // Initializer list specifies number of elements and
		      // value for each element.
		      int n[] = { 32, 27, 64, 18, 95, 14, 90, 70, 60, 37 };
		      output += "Subscript\tValue\n";		   
		      for ( int i = 0; i < n.length; i++ ) 
		         output += i + "\t" + n[ i ] + "\n";
		     //这里先把头部的两个标志写入output，然后再依次把行号和真正数据写入output，为下面的数据识别做准备
		      JTextArea outputArea = new JTextArea( 11, 10 );
		      outputArea.setText( output );
		      JOptionPane.showMessageDialog( null, outputArea,
		         "Initializing an Array with a Declaration",
		         JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE );
		      System.exit( 0 );
	}
}

两种不同类型的数组初始化

• 如数组元素是基本类型你听，初始化为0；
• 数组元素是引用类型，使用之前必须先创建对象

myclass [] arr = new myclass[12];
arr[7].value = 32;
//运行时引发java.lang.NullPointerException,因为尝试访问一个还不存在的对象，是一种常见的错误

引用类型的数组内存布局

• 对于数组元素是引用类型的数组，在访问数组中的对象之前，需要创建相应的对象并让数组元素引用它！
• 牢记引用类型数组的内存布局模型！
  

数组元素必须具有相同类型？

public static void main()
{
Object[] arr ={"a","b",13};
System.out.println(arr);
}

上述代码可以通过编译，但是输出的数值有些奇怪

访问数组元素

• 数组元素可以通过下标直接定位，如果需要遍历，则通过循环语句实现

int [] a = new int [100];
for(int i=0;i<a,length;i++)
{
   System.out.println(a[i]);
}

• 当用循环语句遍历数组元素时
  1. 下标不能小于0；
  2. 下标必须小于最大的数组元素数目
  3. 否则：
     – 对于非法的数组下标，Java会抛出异常ArrayIndexOutOfBoundsException
     – 要处理异常，需要用try…catch语句
• foreach访问数组
  JDK5.0引入for each循环
  1. 迭代变量必须在（）中定义
  2. 集合变量可以是数组或任何一个实现了Iterable接口的集合类

int[] num=new int[100];
for(int element:nums)
System.out.println(element);

数组作为方法参数

• 两种方法参数的传递方式
  1. Pass-by-value（按值传递）：用于原始数据类型
  2. Pass-by-reference（按引用传递）：对象都按引用传递
• 数组参数按引用传递
  

多维数组

• 定义【多维数组可以是不整齐的】
  
  
• 其实没有多维数组，多维数组可以看成一维数组，只不过这个数组的元素又是一个数组罢了，由此不断迭代，最终得到一个多维数组

               int[][] a;
				a = new int[3][];
				for (int i = 0; i < a.length ; i++ )
				{
					System.out.println(a[i]);//null
				}	
				a[0] = new int[2];
				a[0][0] = 1;
				a[0][1] = 2;		
				for (int i = 0 ; i < a[0].length ; i ++ )
				{
					System.out.println(a[0][i]);//1 2!
				}

• arrayName[index1][index2]最高维分配引用空间，也就是为最高维限制其能保存数据的最长的长度，index1必须固定，然后再为其每个数组元素单独分配空间 s0=new String(“Good”) 等操作。

数组拷贝

• 使用arraycopy方法

        int[] from = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,};
		int[] to = new int [10];
		System.arraycopy(from,5,to,4,2);
		for(int element:to )
		System.out.println(element);

第一个参数是原数组
第二个是原数组开始复制的起点下标
第三个参数是目标数组
第四个参数是目标数组待复制的起始位置
第五个参数是要复制多少个在目标数组里

Arrays类中的静态方法

• JDK中有一个Arrays类，封装了一些与数组相关的静态方法，这些静态方法可以完成诸如查找、复制、比较等各种数组常用功能
• Arrays类某些方法【java.Arrays类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的】
  

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