1. 数组概述
需求：现在需要统计某公司员工的工资情况，例如计算平均工资、找到最高工资等。假设该公司有80名员工，用前面所学的知识，程序首先需要声明80个变量来分别记住每位员工的工资，然后在进行操作，这样做会显得很麻烦。为了解决这种问题，Java就提供了数组供我们使用
那么数组到底是什么呢?有什么特点呢?通过上面的分析：我们可以得到如下两句话：
- 数组是存储多个变量(元素)的东西(容器)
- 这多个变量的数据类型要一致
2. 数组概念
- 数组是存储同一种数据类型多个元素的集合。也可以看成是一个容器
- 数组既可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型
3. 数组的定义格式
格式1：数据类型[] 数组名;
格式2：数据类型 数组名[];
注意：这两种定义做完了，数组中是没有元素值的
4. 数组初始化概述：
- Java中的数组必须先初始化,然后才能使用
- 所谓初始化：就是为数组中的数组元素分配内存空间，并为每个数组元素赋值
- 数组的初始化方式
- 动态初始化：初始化时只指定数组长度，由系统为数组分配初始值。
- 静态初始化：初始化时指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度
- 动态初始化：初始化时只指定数组长度，由系统为数组分配初始值
格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
数组长度其实就是数组中元素的个数。
举例：int[] arr = new int[3];
解释：定义了一个int类型的数组，这个数组中可以存放3个int类型的值。
5. Java中的内存分配
Java 程序在运行时，需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率，就对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。
- 栈 存储局部变量
- 堆 存储new出来的东西
- 方法区 (面向对象部分讲)
- 本地方法区 (和系统相关)
- 寄存器 (给CPU使用)
6. Java中数组的内存图解
图解1：定义一个数组，输出数组名及元素。然后给数组中的元素赋值，再次输出数组名及元素。
图解2：定义两个数组，分别输出数组名及元素。然后分别给数组中的元素赋值，分别再次输出数组名及元素。
图解3：定义两个数组，先定义一个数组，赋值，输出。然后定义第二个数组的时候把第一个数组的地址赋值给第二个数组。然后给第二个数组赋值，再次输出两个数组的名及元素。
7. 数组的初始化
静态初始化：初始化时指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度。
格式：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,…};
举例：int[] arr = new int[]{1,2,3};
解释：定义了一个int类型的数组，这个数组中可以存放3个int类型的值，并且值分别是1,2,3。
其实这种写法还有一个简化的写法：int[] arr = {1,2,3};
8. 数组操作常见的两个小问题
- ArrayIndexOutOfBoundsException 数组索引越界
访问到了数组中的不存在的索引时发生 - NullPointerException 空指针异常
数组引用没有指向实体，却在操作实体中的元素时。
9. 二维数组概述
二维数组概述
我们传智播客的Java基础班每个班有很多个学生，所以，可以用数组来存储，而我们又同时有很多个Java基础班。这个也应该用一个数组来存储。如何来表示这样的数据呢?Java就提供了二维数组供我们使用。由此可见：其实二维数组其实就是一个元素为一维数组的数组。
二维数组定义格式
（1）格式1
数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
// m表示这个二维数组有多少个一维数组
// n表示每一个一维数组的元素个数
举例：
int[][] arr = new int[3][2];
// 定义了一个二维数组arr
// 这个二维数组有3个一维数组，名称是arr[0],arr[1],arr[2]
// 每个一维数组有2个元素，可以通过arr[m][n]来获取
// 表示获取第m+1个一维数组的第n+1个元素
（2）格式2
数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][];
// m表示这个二维数组有多少个一维数组
// 这一次没有直接给出一维数组的元素个数，可以动态的给出。
举例：
int[][] arr = new int[3][];
arr[0] = new int[2];
arr[1] = new int[3]
arr[2] = new int[1];
（3）格式3
数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{
{
元素…},{
元素…},{
元素…} };
简化版格式：数据类型[][] 变量名 = {
{
元素…},{
元素…},{
元素…} };
举例：int[][] arr = {
{
1,2,3},{
4,6},{
6} };
10. 数组常见操作
10.1 数组遍历
/*
数组遍历：就是依次输出数组中的每一个元素。
注意：数组提供了一个属性length，用于获取数组的长度。
格式：数组名.length
*/
class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
//定义数组
int[] arr = {
11,22,33,44,55};
//获取每一个元素
//如何获取呢?我们知道数组名结合编号(索引)就可以找到数据
for(int x=0; x<5; x++) {
//x=0,1,2,3,4
System.out.println(arr[x]);
}
System.out.println("--------------------");
//从0开始我们是明确的，但是为什么到5呢，我们是数了一下数组的个数
//继续看下个数组如何遍历
int[] arr2 = {
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2,2,3,4,5,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8,7,8,5,3,5,6,8};
//而我们在很多时候，数组的元素不能靠数
//这个时候，数组就给我们提供了一个属性：length专门用于获取数组的长度
//格式：数组名.length 返回数组的长度
System.out.println(arr.length);
System.out.println(arr2.length);
System.out.println("--------------------");
//改进第一个程序
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
System.out.println(arr[x]);
}
System.out.println("--------------------");
//我们如果想要对多个数组进行遍历，每个数组的遍历我们都把代码写一遍，麻烦不
//麻烦，所以，我们准备用方法改进。
//用方法改进后，请调用
printArray(arr);
System.out.println("--------------------");
printArray(arr2);
System.out.println("--------------------");
printArray2(arr);
}
/*
遍历数组的方法
两个明确：
返回值类型：void
参数列表：int[] arr
*/
public static void printArray(int[] arr) {
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
System.out.println(arr[x]);
}
}
//请看改进版本
public static void printArray2(int[] arr) {
System.out.print("[");
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(x == arr.length-1) {
//这是最后一个元素
System.out.println(arr[x]+"]");
}else {
System.out.print(arr[x]+", ");
}
}
}
}
10.2 获取数组最值
/*
数组获取最值(获取数组中的最大值最小值)
分析：
A:定义一个数组，并对数组的元素进行静态初始化。
B:从数组中任意的找一个元素作为参照物(一般取第一个),默认它就是最大值。
C:然后遍历其他的元素，依次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小，就离开。
D:最后参照物里面保存的就是最大值。
*/
class ArrayTest2 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个数组
int[] arr = {
34,98,10,25,67};
//请获取数组中的最大值
/*
//从数组中任意的找一个元素作为参照物
int max = arr[0];
//然后遍历其他的元素
for(int x=1; x<arr.length; x++) {
//依次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小，就离开。
if(arr[x] > max) {
max = arr[x];
}
}
//最后参照物里面保存的就是最大值。
System.out.println("max:"+max);
*/
//把这个代码用方法改进
//调用方法
int max = getMax(arr);
System.out.println("max:"+max);
//请获取数组中的最小值
int min = getMin(arr);
System.out.println("min:"+min);
}
/*
需求：获取数组中的最大值
两个明确：
返回值类型：int
参数列表：int[] arr
*/
public static int getMax(int[] arr) {
//从数组中任意的找一个元素作为参照物
int max = arr[0];
//然后遍历其他的元素
for(int x=1; x<arr.length; x++) {
//依次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小，就离开。
if(arr[x] > max) {
max = arr[x];
}
}
//最后参照物里面保存的就是最大值。
return max;
}
public static int getMin(int[] arr) {
//从数组中任意的找一个元素作为参照物
int min = arr[0];
//然后遍历其他的元素
for(int x=1; x<arr.length; x++) {
//依次获取和参照物进行比较，如果小就留下来，如果大，就离开。
if(arr[x] < min) {
min = arr[x];
}
}
//最后参照物里面保存的就是最小值。
return min;
}
}
运行结果：
10.3 数组元素逆序
/*
数组元素逆序 (就是把元素对调)
分析：
A:定义一个数组，并进行静态初始化。
B:思路
把0索引和arr.length-1的数据交换
把1索引和arr.length-2的数据交换
...
只要做到arr.length/2的时候即可。
*/
class ArrayTest3 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个数组，并进行静态初始化。
int[] arr = {
12,98,50,34,76};
//逆序前
System.out.println("逆序前：");
printArray(arr);
//逆序后
System.out.println("逆序后：");
//reverse(arr);
reverse2(arr);
printArray(arr);
}
/*
需求：数组逆序
两个明确：
返回值类型：void (有人会想到应该返回的是逆序后的数组，但是没必要，因为这两个数组其实是同一个数组)
参数列表：int[] arr
*/
public static void reverse(int[] arr) {
/*
//第一次交换
int temp = arr[0];
arr[0] = arr[arr.length-1-0];
arr[arr.length-1-0] = temp;
//第二次交换
int temp = arr[1];
arr[1] = arr[arr.length-1-1];
arr[arr.length-1-1] = temp;
//第三次交换
int temp = arr[2];
arr[2] = arr[arr.length-1-2];
arr[arr.length-1-2] = temp;
*/
//用循环改进
for(int x=0; x<arr.length/2; x++) {
int temp = arr[x];
arr[x] = arr[arr.length-1-x];
arr[arr.length-1-x] = temp;
}
}
public static void reverse2(int[] arr) {
for(int start=0,end=arr.length-1; start<=end; start++,end--) {
int temp = arr[start];
arr[start] = arr[end];
arr[end] = temp;
}
}
//遍历数组
public static void printArray(int[] arr) {
System.out.print("[");
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(x == arr.length-1) {
//这是最后一个元素
System.out.println(arr[x]+"]");
}else {
System.out.print(arr[x]+", ");
}
}
}
}
运行结果：
10.4 数组基本查找
/*
需求：数组元素查找(查找指定元素第一次在数组中出现的索引)
分析：
A:定义一个数组，并静态初始化。
B:写一个功能实现
遍历数组，依次获取数组中的每一个元素，和已知的数据进行比较
如果相等，就返回当前的索引值。
*/
class ArrayTest5 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个数组，并静态初始化
int[] arr = {
200,250,38,888,444};
//需求：我要查找250在这个数组中第一次出现的索引
int index = getIndex(arr,250);
System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是："+index);
int index2 = getIndex2(arr,250);
System.out.println("250在数组中第一次出现的索引是："+index2);
int index3 = getIndex2(arr,2500);
System.out.println("2500在数组中第一次出现的索引是："+index3);
}
/*
需求：查找指定数据在数组中第一次出现的索引
两个明确：
返回值类型：int
参数列表：int[] arr,int value
*/
public static int getIndex(int[] arr,int value) {
//遍历数组，依次获取数组中的每一个元素，和已知的数据进行比较
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(arr[x] == value) {
//如果相等，就返回当前的索引值。
return x;
}
}
//目前的代码有一个小问题
//就是假如我要查找的数据在数组中不存在，那就找不到，找不到，你就对应的返回吗?
//所以报错。
//只要是判断，就可能是false，所以大家要细心。
//如果找不到数据，我们一般返回一个负数即可，而且是返回-1
return -1;
}
public static int getIndex2(int[] arr,int value) {
//定义一个索引
int index = -1;
//有就修改索引值
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
if(arr[x] == value) {
index = x;
break;
}
}
//返回index
return index;
}
}
运行结果：
11. 随机点名器
package cn.itcast.chapter02.task03;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
/**
* 随机点名器
*/
public class CallName {
/**
* 1.存储全班同学姓名 创建一个存储多个同学姓名的容器（数组） 键盘输入每个同学的姓名，存储到容器中（数组）
*/
public static void addStudentName(String[] students) {
// 键盘输入多个同学姓名存储到容器中
Scanner sc = new Scanner(System.in);
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
System.out.println("存储第" + (i + 1) + "个姓名：");
// 接收控制台录入的姓名字符串
students[i] = sc.next();
}
}
/**
* 2.总览全班同学姓名
*/
public static void printStudentName(String[] students) {
// 遍历数组，得到每个同学姓名
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
String name = students[i];
// 打印同学姓名
System.out.println("第" + (i + 1) + "个学生姓名：" + name);
}
}
/**
* 3.随机点名其中一人
*/
public static String randomStudentName(String[] students) {
// 根据数组长度，获取随机索引
int index = new Random().nextInt(students.length);
// 通过随机索引从数组中获取姓名
String name = students[index];
// 返回随机点到的姓名
return name;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("--------随机点名器--------");
// 创建一个可以存储多个同学姓名的容器（数组）
String[] students = new String[3];
/*
* 1.存储全班同学姓名
*/
addStudentName(students);
/*
* 2.总览全班同学姓名
*/
printStudentName(students);
/*
* 3.随机点名其中一人
*/
String randomName = randomStudentName(students);
System.out.println("被点到名的同学是 :" + randomName);
}
}
12. Arrays 类
java.util.Arrays 类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的。
具有以下功能：
- 给数组赋值：通过 fill 方法。
- 对数组排序：通过 sort 方法,按升序。
- 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
- 查找数组元素：通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。
具体说明请查看下表：
| 序号 | 方法和说明 |
|---|---|
| 1 | public static int binarySearch(Object[] a, Object key) 用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象(Byte,Int,double等)。数组在调用前必须排序好的。如果查找值包含在数组中，则返回搜索键的索引；否则返回 (-(插入点) - 1)。 |
| 2 | public static boolean equals(long[] a, long[] a2) 如果两个指定的 long 型数组彼此相等，则返回 true。如果两个数组包含相同数量的元素，并且两个数组中的所有相应元素对都是相等的，则认为这两个数组是相等的。换句话说，如果两个数组以相同顺序包含相同的元素，则两个数组是相等的。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。 |
| 3 | public static void fill(int[] a, int val) 将指定的 int 值分配给指定 int 型数组指定范围中的每个元素。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。 |
| 4 | public static void sort(Object[] a) 对指定对象数组根据其元素的自然顺序进行升序排列。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。 |