Java基础(四)| 数组及内存分配详解

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Java基础(四)| 数组及内存分配详解

0.IDEA开发工具

​ 参见:​​IDEA中常用快捷键以及文件目录总结​

1.数组

1.1什么是数组

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数组定义格式

1.2.1第一种

数据类型[] 数组名

示例:

int[] arr;        
double[] arr;
char[] arr;
1.2.2第二种

数据类型 数组名[]

示例:

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

1.3数组动态初始化

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

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

//输出数组名
System.out.println(arr); //[I@880ec60

//输出数组中的元素
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。

1.5.2java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单个数组的内存图

1.7多个数组的内存图

1.8多个数组指向相同内存图

Java基础(四)| 数组及内存分配详解

1.9数组静态初始化

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
public class ArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {1, 2, 3};

//输出数组名
System.out.println(arr);

//输出数组中的元素
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
}
}

1.10数组操作的两个常见小问题

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,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
    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]);
}
}
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数组最值

  • 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:
public class ArrayTest02 {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {12, 45, 98, 73, 60};

//定义一个变量,用于保存最大值
//取数组中第一个数据作为变量的初始值
int max = arr[0];

//与数组中剩余的数据逐个比对,每次比对将最大值保存到变量中
for(int x=1; x<arr.length; x++) {
if(arr[x] > max) {
max = arr[x];
}
}

//循环结束后打印变量的值
System.out.println("max:" + max);
}
}
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