day05【数组】

今日内容

数组概念

数组的定义

数组的索引

数组内存

数组的遍历

数组的最大值获取

数组反转

数组作为方法参数和返回值

教学目标

理解容器的概念

掌握数组的第一种定义方式

掌握数组的第二种定义方式

掌握数组的第三种定义方式

使用索引访问数组的元素

了解数组的内存图解

了解空指针和越界异常

掌握数组的遍历

掌握数组最大值的获取

了解数组反转的原理

了解数组作为方法参数传递

了解数组作为方法的返回值

第一章数组定义和访问

1.1容器概述

案例分析

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50名员工，用前面所学的知识，程序首先需要声明50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，而且错误率也会很高。因此我们可以使用容器进行操作。将所有的数据全部存储到一个容器中，统一操作。

容器概念

容器：是将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。

生活中的容器：水杯，衣柜，教室

1.2数组概念

数组概念：数组就是存储数据长度固定的容器，保证多个数据的数据类型要一致。 1.3数组的定义

方式一

格式：

数组定义格式详解：

数组存储的数据类型：创建的数组容器可以存储什么数据类型。

[] : 表示数组。

数组名字：为定义的数组起个变量名，满足标识符规范，可以使用名字操作数组。 new：关键字，创建数组使用的关键字。

数组存储的数据类型：创建的数组容器可以存储什么数据类型。

[长度]：数组的长度，表示数组容器中可以存储多少个元素。

注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。

和水杯道理相同，买了一个2升的水杯，总容量就是2升，不能多也不能少。举例：

定义可以存储3个整数的数组容器，代码如下：

int[] arr = new int[3];

方式二

格式：

 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};

举例：

定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

方式三

格式：

数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};

举例：

定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器

 int[] arr = {1,2,3,4,5};

1.4数组的访问

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。

格式：

数组名[索引]

数组的长度属性：每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为：数组名.length ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为数组名.length-1 。

public  static void main(String[] args) {
     int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};     //打印数组的属性，输出结果是5
    System.out.println (arr.length);
}

索引访问数组中的元素：

数组名[索引]=数值，为数组中的元素赋值

变量=数组名[索引]，获取出数组中的元素

public  static void main(String[] args) {     //定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5     int[] arr = {1,2,3,4,5};
    //为0索引元素赋值为6
    arr[0] = 6;
    //获取数组0索引上的元素
    int i = arr[0];
    System.out.println (i);
    //直接输出数组0索引元素
    System.out.println (arr[0]);
}

第二章数组原理内存图

2.1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。

2.2Java虚拟机的内存划分

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。 JVM的内存划分：

2.3 数组在内存中的存储

一个数组内存图

public static void main(String[] args) {     int[] arr = new int[3];
    System.out.println (arr);//[I@5f150435 
}

以上方法执行，输出的结果是[I@5f150435，这个是什么呢？是数组在内存中的地址。new出来的内容，都是在堆内存中存储的，而方法中的变量arr保存的是数组的地址。输出arr[0]，就会输出arr保存的内存地址中数组中0索引上的元素

两个数组内存图

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

int[] arr2 = new int[2];

System.out.println (arr);

System.out.println (arr2);

}

两个变量指向一个数组

public static void main(String[] args) {     // 定义数组，存储3个元素
    int[] arr = new int[3];
    //数组索引进行赋值
    arr[0] = 5;
    arr[1] = 6;
    arr[2] = 7;
    //输出3个索引上的元素值
    System.out.println (arr[0]);
    System.out.println (arr[1]);
    System.out.println (arr[2]);
    //定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2     int[] arr2 = arr;
    arr2[1] = 9;
    System.out.println (arr[1]);
}

第三章数组的常见操作

3.1数组越界异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = {1,2,3};
    System.out.println (arr[3]);
}

创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是0，1，2，没有3索引，因此我们不能访问数组中不存在的索引，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。

3.2数组空指针异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

public static void main(String[] args) {
     int[] arr = {1,2,3};
    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。

空指针异常在内存图中的表现

3.3数组遍历【重点】

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 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]);
}

以上代码是可以将数组中每个元素全部遍历出来，但是如果数组元素非常多，这种写法肯定不行，因此我们需要改造成循环的写法。数组的索引是 0 到 lenght-1 ，可以作为循环的条件出现。

 public static void main(String[] args) {
     int[] arr = {1,2, 3, 4, 5 };
    for (int i = 0;i < arr.length; i++) {
       System.out.println(arr[i]);
    }
}

3.4数组获取最大值元素

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

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {5,15, 2000, 10000, 100, 4000 };     //定义变量，保存数组中0索引的元素
    int max = arr[0];
    //遍历数组，取出每个元素
    for (int i = 0;i < arr.length; i++) {
      //遍历到的元素和变量max比较
      //如果数组元素大于max
      if (arr[i] > max) {
        //max记录住大值
        max = arr[i];
      }
    }
    System.out.println ("数组最大值是： " + max); }

3.5数组反转

数组的反转：数组中的元素颠倒顺序，例如原始数组为1,2,3,4,5，反转后的数组为5,4,3,2,1 实现思想：数组最远端的元素互换位置。

实现反转，就需要将数组最远端元素位置交换

定义两个变量，保存数组的最小索引和最大索引

两个索引上的元素交换位置

最小索引++，最大索引--，再次交换位置

最小索引超过了最大索引，数组反转操作结束

 public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2, 3, 4, 5 };
    /*
      循环中定义变量min=0最小索引
      max=arr.length‐1最大索引
      min++,max‐‐
      */
    for (int min = 0,max = arr.length ‐ 1;min <= max; min++, max‐‐) {       //利用第三方变量完成数组中的元素交换
      int temp = arr[min];
      arr[min] = arr[max];
      arr[max] = temp;
    }
    // 反转后，遍历数组
    for (int i = 0;i < arr.length; i++) {
      System.out.println(arr[i]);
    }
}

第四章数组作为方法参数和返回值

4.1数组作为方法参数

以前的方法中我们学习了方法的参数和返回值，但是使用的都是基本数据类型。那么作为引用类型的数组能否作为方法的参数进行传递呢，当然是可以的。

数组作为方法参数传递，传递的参数是数组内存的地址。

public static void main(String[] args) {     int[] arr = {1,3, 5, 7, 9 };
    //调用方法，传递数组
    printArray (arr);
}
/*
    创建方法，方法接收数组类型的参数
    进行数组的遍历
*/
public static void printArray(int[] arr) {     for (int i = 0;i < arr.length; i++) {       System.out.println(arr[i]);
    }
}

4.2数组作为方法返回值

数组作为方法的返回值，返回的是数组的内存地址

public static void main(String[] args) {
    //调用方法，接收数组的返回值
    //接收到的是数组的内存地址
    int[] arr = getArray();
    for (int i = 0;i < arr.length; i++) {
      System.out.println(arr[i]);
    }
}
/*
创建方法，返回值是数组类型
创建方法，返回值是数组类型     return返回数组的地址
*/
public static int[] getArray() {     int[] arr = {1,3, 5, 7, 9 };     //返回数组的地址，返回到调用者     return arr;
}

4.3方法的参数类型区别

代码分析

1.分析下列程序代码，计算输出结果。

public static void main(String[] args) {
    int a = 1;
    int b = 2;
    System.out.println (a);
    System.out.println (b);
    change(a, b);
    System.out.println (a);
    System.out.println (b);
}

public static void change(int a,int b) { a = a + b;

b = b + a;

}

2.分析下列程序代码，计算输出结果。

public static void main(String[] args) {     int[] arr = {1,3,5};
    System.out.println (arr[0]);
    change(arr);
    System.out.println (arr[0]);
}
 
public static void change(int[] arr) {     arr[0] = 200;
}