【本节目标】
1. 理解数组基本概念
2. 掌握数组的基本用法
3. 数组与方法互操作
4. 熟练掌握数组相关的常见问题和代码
目录
1. 数组的基本概念
1.1什么是数组
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，从上图中可以看到：
1. 数组中存放的元素其类型相同
2. 数组的空间是连在一起的
3. 每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标。
1.2 数组的创建及初始化
T：表示数组中存放元素的类型
T[]：表示数组的类型
N：表示数组的长度
数组的创建：
int[] array1 = new int[10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
double[] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组
String[] array3 = new String[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组数组的初始化：
下面，我们来创建并初始化一个整形数组：
也可以采用C语言中创建数组的形式，但是一般不建议使用这种方式：
还可以使用下面这种方式来创建数组，这种方法和第一种方式没有任何区别，第一种方法只是这种方法的简写。
在上面，我们定义了一个数组，并对其进行了初始化。注意，如果创建了数组并且进行了初始化，则方括号[ ] 不能加数字，加了数字编译器会报错：
错误示范：
数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。
1. 动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数
2. 静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定
【注意事项】
静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。
静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。
静态初始化可以简写，省去后面的new T[]。（注意：虽然省去了new T[ ], 但是编译器编译代码时还是会还原）
静态和动态初始化也可以分为两步，但是省略格式不可以
int[] array1;
array1 = new int[10];
int[] array2;
array2 = new int[]{10, 20, 30};
// 注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败
// int[] array3;
// array3 = {1, 2, 3};
因此，数组进行整体赋值的时候，只有一次机会，那就是定义的时候。
如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值
如果数组中存储元素类型为基类类型，默认值为基类类型对应的默认值，比如：
值得注意的是，boolean类型数组默认初始值是false
如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null
1.3 数组的使用
数组中元素访问
数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从0开始的，依次递增，该编号称为数组的下标，数组可以通过 下标访问其任意位置的元素
int[] array = {1,2,3,4};
System.out.println(array[0]);
System.out.println(array[1]);
System.out.println(array[2]);
System.out.println(array[3]);输出结果：
也可以通过[ ]对数组中的元素进行修改：
【注意事项】
1. 数组是一段连续的内存空间，因此支持随机访问，即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素
2. 下标从0开始，介于[0, N）之间不包含N，N为元素个数，不能越界，否则会报出下标越界异常。
在写代码的过程中，我们经常会出现类似下面的这种错误提示:
这是由于数组下标越界异常导致的，只要数组的下标不是一个合法的下标范围，都会出现这个错误提示。
在数组中可以通过 数组对象.length 来获取数组的长度
记住不要在length后面加括号
大家有没有想过，下面的代码的结果会是什么呢
程序输出结果：
其实，这输出的是数组的地址，在数组名这个变量中，存放的是地址，我们把数组名这个变量叫做引用变量，或者直接叫做引用。
遍历数组
所谓 "遍历" 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 访问是指对数组中的元素进行某种操作，比如：打印。
方式一:普通for循环
方式二：增强for循环（for-each循环）
for-each 是 for 循环的另外一种使用方式. 能够更方便的完成对数组的遍历. 可以避免循环条件和更新语句写错
这个方法是在遍历这个数组的时候，把数组当中的元素进行赋值给 x
两种方法输出结果相同：
方式三：
在java中，有一个将整形数组转成字符串的方法：
在使用前，我们需要加上这句代码：
import java.util.Arrays;
也可以写成这种形式：
2. 数组是引用类型
2.1基本类型变量与引用类型变量的区别
基本数据类型创建的变量，称为基本变量，该变量空间中直接存放的是其所对应的值；
而引用数据类型创建的变量，一般称为对象的引用，其空间中存储的是对象所在空间的地址。
在上述代码中，a、b、arr，都是函数内部的变量，因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配。
a、b是内置类型的变量，因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值。
array是数组类型的引用变量，其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。
2.2再谈引用变量
public static void func() {
int[] array1 = new int[3];
array1[0] = 10;
array1[1] = 20;
array1[2] = 30;
int[] array2 = new int[]{1,2,3,4,5};
array2[0] = 100;
array2[1] = 200;
array1 = array2;
array1[2] = 300;
array1[3] = 400;
array2[4] = 500;
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
System.out.println(array2[i]);
}
}
1.array1 = array2, 即让array1去引用array2引用的数组空间， 此时array1和array2实际是一个数组。
2.通过array1将数组2和3号位置元素修改为300，400，此时arrray2也能看到数组中修改的结果，因为array1和array2引用的是同一个数组。
3.通过array2将数组4号位置元素修改为500，此时array1也能看到数组中修改的结果，因为array1和array2引用的是同一个数组。
4.通过array2对数组中元素进行打印，输出100，200，300，400，500.
总结：
这句代码的意思就是array2 这个引用指向了array1这个引用所指向的对象。
问题：
一个引用能不能同时指向多个对象？
答案：不能。
2.3 认识 null
null 在 Java 中表示 "空引用" , 也就是一个不指向对象的引用.
null 的作用类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操 作. 一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException.
注意: Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联.
3. 数组的应用场景
3.1作为函数的参数
在函数传参的时候，如果参数是基本数据类型，我们在函数中修改形参的值，并不会改变实参。因为形参是实参的一份临时拷贝。
但是，如果函数参数传递的是像数组这样的引用数据类型，方法外部的数组内容也发生改变
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
func(arr);
System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
}
public static void func(int[] a) {
a[0] = 10;
System.out.println("a[0] = " + a[0]);
}
发现在func方法内部修改数组的内容, 方法外部的数组内容也发生改变. 因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的。
分析下面的代码：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3,4};
//分别调用func1和func2之后，arr数组里面的值分别是多少？
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void func1(int[] array){
array[0] = 99;
}
public static void func2(int[] array){
array = new int[]{11,22,33,44,55};
}
}当我们只调用func1，程序运行的结果：
当我们只调用func2，程序运行的结果：
分析：
调用func1：
调用func2：
总结: 所谓的 "引用" 本质上只是存了一个地址. Java 将数组设定成引用类型, 这样的话后续进行数组参数传参, 其实 只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大).
3.2 作为函数的返回值
public class Test{
public static int[] func(){
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
return arr;
}
public static void main(String[] args){
int[] ret = func();
System.out.println(Arrays.toString(ret));
}
}这个程序定义了一个Test类，其中包含了一个func方法和一个main方法。
func方法是一个静态方法，返回类型为int[]。在方法体内，它创建了一个包含整数元素的数组arr，并将其初始化为{1,2,3,4,5}。然后，它返回这个数组。
main方法是程序的入口点。在方法体内，它调用func方法，并将返回的数组存储在名为ret的变量中。然后，它使用Arrays.toString方法将ret数组转换为字符串，并通过System.out.println打印输出。
输出结果：
4. 数组练习
4.1 数组转字符串
在之前，我们已经讲到了将数组转成字符串进行输出的方法：
使用这个方法后续打印数组就更方便一些.
Java 中提供了 java.util.Arrays 包, 其中包含了一些操作数组的常用方法.
对于toString()这个方法，我们也可以自己来实现：
public static String myToString(int[] array) {
if(array == null){
return "null";
}
if(array.length == 0){
return "[]";
}
String ret = "[";
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
ret += array[i];
if (i < array.length - 1) {
ret += ", ";
}
}
ret += "]";
return ret;
}4.2 数组排序
还有可以对数组进行排序的方法：
也可以指定要排序的区间：
要注意的是，在java中的区间一般都是左闭右开 [ ) .
冒泡排序算法思路
假设排升序：
1. 将数组中相邻元素从前往后依次进行比较，如果前一个元素比后一个元素大，则交换，一趟下来后最大元素 就在数组的末尾
2. 依次从上上述过程，直到数组中所有的元素都排列好
public static void bubbleSort(int[] array) {
//i 代表排序的趟数
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
boolean flag = true;//优化
for (int j = 0; j < array.length - i - 1; j++) {
if (array[j] > array[j + 1]) {
int tmp = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j+1]=tmp;
flag = false;
}
}
if(flag){
break;
}
}
}冒泡排序性能较低。
4.3 数组拷贝
在Java中，有几种方式可以进行数组的拷贝。
1.使用循环逐个拷贝元素：可以使用循环将源数组的元素一个个复制到新数组中。例如：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,3,4,5};
int[] copy = new int[array.length];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
copy[i] = array[i];
}
System.out.println(Arrays.toString(copy));
}
}2.使用Arrays.copyOf方法：Arrays类提供了一个名为copyOf的方法，它可以用于将源数组的元素复制到新数组中。例如：
而且，Arrays.copyOf方法还可以用来给数组扩容
3.使用System.arraycopy方法：System类提供了一个名为arraycopy的静态方法，它可以用于将源数组的一部分元素复制到目标数组的指定位置。例如：
注意：数组当中存储的是基本类型数据时，不论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类 型，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题，关于深浅拷贝在后续详细给大家介绍。
5. 二维数组
二维数组的创建方法：
注意：[ ] 内不能加数字，同时，数组的每一行元素都必须使用大括号括起来，否则会报错：
除此之外，还可以这样定义二维数组：
和C语言不同的是，C语言二维数组可以省略行，但不能省略列，java恰恰相反，java在定义二维数组的时候，可以省略列，但不能省略行。
下面是错误示例：
对于一个二维数组：
通过下面的代码即可验证：
程序输出的是两串地址：
二维数组本质上也就是一维数组, 只不过每个元素又是一个一维数组.
因此，对于下面的代码：array.length求出的是数组的行数，array[0].length求出的是列数。
输出结果：
对于二维数组，我们还可以这样玩：
同时这是一个不规则的二维数组，它的列不相同 -
注意：new int[ ] 不能声省略：
二维数组的遍历：
int[][] array = new int[][]{
{1,2,3},{4,5,6}};
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
System.out.print(array[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}使用for-each遍历二维数组：
将二维数组转成字符串：
Arrays.deepToString是一个用于将多维数组转换为字符串的方法，它可以打印多维数组的内容。
使用Arrays.deepToString方法可以方便地将二维数组转换为字符串表示形式，而不需要自己编写遍历和拼接字符串的代码。
下面是使用Arrays.deepToString方法的示例：
