## 数组

### 数组介绍

定义：数组就是存储数据长度固定的容器，存储同一数据类型的多个值。

> 使用场景：如果今后操作的数据是同一组数据，那么就可以使用数组容器进行存储

**注意：**`同一个容器可以存储不同的数据类型，但前提是，其他类型必须满足自动类型转换为容器类型。`
**建议:** 容器的类型，和存储的数据类型保持一致。

###  数组的定义格式

格式一：数据类型[] 数组名;

~~~java
int[] arr1;
double[] arr2;
char[] arr3;
~~~

格式二：数据类型 数组名[];

~~~java
int arr1[];
double arr2[];
char arr3[];
~~~

**注意：**`数组没初始化之前，和变量一样，是不能使用的。`

### 数组的动态初始化

* 理解：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
* 格式：数据类型[] arr = new 数据类型[数组长度];

~~~java
int[] arr1 = new int[3];
double[] arr2 = new double[2];
char[] arr3 = new char[8];
~~~

**代码 :**

```java
package com.itheima.array;

public class Demo2Array {
    /*
        数组的动态初始化:
                        在初始化的时候, 需要手动指定数组的长度, 系统会为数组容器分配初始值.

动态初始化格式:
                        数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];

注意:
                        打印数组变量的时候, 会打印出数组的内存地址

[I@10f87f48 :

@ : 分隔符
                        [ : 当前的空间是一个数组类型
                        I : 当前数组容器中所存储的数据类型
                        10f87f48 : 十六进制内存地址

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
        // 通过new关键字创建了一个int类型的数组容器, 该容器可以存储5个int类型的整数, 该容器被arr数组变量所记录
        int[] arr = new int[5];
        // [I@10f87f48
        System.out.println(arr);

byte[] bArr = new byte[3];
        // [B@b4c966a
        System.out.println(bArr);

}
}

```

### 数组元素访问

* 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。

**访问数组元素格式**

```java
数组名[索引];
```

**示例代码**

```java
package com.itheima.array;

public class Demo {
    /*
        数组动态初始化:
                初始化的时候, 手动指定数组长度, 系统会为数组容器分配初始值.

数组的元素访问格式:
                数组名[索引]

索引: 数组中数据的编号方式, 编号从0开始
                作用: 访问数组容器中的空间位置

注意:
                数组在创建完毕后, 即使没有赋值, 也可以取出, 但取出的元素都是默认初始化值.

*/
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];         // 0 1 2
        System.out.println(arr);        // 数组的内存地址  [I@10f87f48

// 数组名[索引]  访问数组容器中的空间位置
        System.out.println(arr[0]);     // 0  系统自动分配的默认初始化值
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);

System.out.println("--------------");

// 数组名[索引]
        arr[0] = 11;
        arr[1] = 22;
        arr[2] = 33;

System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}
```

###  内存分配

| 数据类型     | 默认值 |
| ------------ | ------ |
| 整数         | 0      |
| 小数         | 0.0    |
| 布尔         | false  |
| 字符         | 空字符 |
| 引用数据类型 | null   |

**引用数据类型：**`引用、记录了地址值的变量，所对应的数据类型，就是引用数据类型`

**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。

**java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。方法入出栈满足`先进后出` |

### Java内存分配一个数组内存图
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200803205859454.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1N1bnNoaW5lX01yX1N1bg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

### 多个数组内存图
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200803205929637.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1N1bnNoaW5lX01yX1N1bg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

### 多个数组指向相同内存图

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200803205942412.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1N1bnNoaW5lX01yX1N1bg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

### 数组的静态初始化

定义：在创建数组时，直接将元素确定

`完整版格式`：数据类型[] arr = new 数据类型[]{元素1,元素2,...};

~~~java
int[] arr1 = new int[] {1,20,30,4};
double[] arr2 = new double[] {2.0,3.0,10.0};
char[] arr3 = new char[] {'1','z','中'};
~~~

`简化版格式`：数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,...};

~~~java
int[] arr1 = {1,20,30,4};
double[] arr2 = {2.0,3.0,10.0};
char[] arr3 = {'1','z','中'};
~~~

**示例代码**

```java
package com.itheima.array2;

public class Demo1Array {
    /*
        数组静态初始化 : 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

完整格式:
                    数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
        简化格式:
                    数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
        int[] arr = new int[]{11,22,33};
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);

// 数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
        int[] arr2 = {44,55,66};
        System.out.println(arr2);
        System.out.println(arr2[0]);
        System.out.println(arr2[1]);
        System.out.println(arr2[2]);

}
}
```

> 使用场景：
>
> 动态初始化：只明确数组个数，不明确具体数据，推荐使用动态初始化。
>
> 静态初始化：已经明确了要操作的具体数据，直接静态初始化即可。

### 数组操作的两个常见问题

**索引越界异常**

- 出现原因

```java
  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！

**空指针异常**

- 出现原因

```java
  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！

###  案例1--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。

```java
  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]);
  	}
  }
  ```

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。

```java
  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]);
          }
      }
  }
  ```

### 案例2--数组元素求和

需求：有这样的一个数组，元素是{68,27,95,88,171,996,51,210}。求出该数组中满足要求的元素和，
要求是:求和的元素个位和十位都不能是7，并且只能是偶数。

```java
public class ArrayTest04 {
    /*
    案例:数组元素求和
    需求：有这样的一个数组，元素是{68,27,95,88,171,996,51,210}。求出该数组中满足要求的元素和，
    要求是:求和的元素个位和十位都不能是7，并且只能是偶数。
     */
    public static void main(String[] args) {
        //创建数组，并赋值
        int[] arr = {68,27,95,88,171,996,51,210};
        //定义求和变量
        int sum = 0;
        //遍历数组
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            //判断数组是几位数
            boolean ge =(arr[i] % 10 != 7) , shi = false;
            if (arr[i] >= 0 && arr[i] < 100) {
                //记录数组元素的个位和十位是七的数
                shi = (arr[i] / 10 != 7);
            }else if(arr[i] >= 100 && arr[i] < 1000) {
                //记录数组元素的个位和十位是七的数
                shi = (arr[i] % 100 / 10 != 7);
            }
            //判断条件是否成立
            if (ge && shi && (arr[i] % 2 == 0)) {
                System.out.println(arr[i]);
                sum += arr[i];
            }
        }
        System.out.println(sum);
    }
}
```

### 案例3--评委打分

- 需求：在编程竞赛中，有6个评委为参赛的选手打分，分数为0-100的整数分。
      选手的最后得分为：去掉一个最高分和一个最低分后 的4个评委平均值 (不考虑小数部分)。

- 思路：
      1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6
      2.键盘录入评委分数
      3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环
      4.求出数组最大值
      5.求出数组最小值
      6.求出数组总和
      7.按照计算规则进行计算得到平均分
      8.输出平均分

- 代码实现：

方案一:

```java
      public static void main(String[] args) {
          // 1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6
          int[] arr = new int[6];
          // 2.键盘录入评委分数
          Scanner sc = new Scanner(System.in);
          //  3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个评委的打分:");
              int score = sc.nextInt();
              if(score >= 0 && score <= 100){
                  // 合法的分值
                  arr[i] = score;
              }else{
                  // 非法的分值
                  System.out.println("您的打分输入有误, 请检查是否是0-100之间的");
                  i--;
              }
          }
  
          // 4.求出数组最大值
          int max = arr[0];
          for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
              if(max < arr[i]){
                  max = arr[i];
              }
          }
  
          // 5.求出数组最小值
          int min = arr[0];
          for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
              if(min > arr[i]){
                  min = arr[i];
              }
          }
  
          // 6.求出数组总和
          int sum = 0;
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              sum += arr[i];
          }
  
          // 7.按照计算规则进行计算得到平均分
          int avg = (sum - max - min ) / 4;
  
          // 8.输出平均分
          System.out.println(avg);
      }
  }
  ```

方案二:

```java
   public static void main(String[] args) {
          //创建一个长度为6的数组
          int[] arr = new int[6];
          //定义一个记录平均分的变量
          int sum = 0;
          //剩下的评委
          int s = 0;
          //遍历数组，通过输入，依次接收并记录评委的分数
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              System.out.print("请输入分数：");
              Scanner sc = new Scanner(System.in);
              int grade = sc.nextInt();
              //判断是否没有正确输入分数，条件判断语句为true则执行循环，否则结束循环
              while (grade < 0 || grade > 100) {
                  System.out.print("输入有误！请输入0~100的分数：");
                  grade = sc.nextInt();
              }
              //保存分数
              arr[i] = grade;
          }
          //记录最大值，最小值
          int max = arr[0], min = arr[0];
          //遍历数组，查找最大值和最小值
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              if (max < arr[i]) {
                  max = arr[i];
              }
              if (min > arr[i]) {
                  min = arr[i];
              }
          }
          //
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              if (arr[i] != max && arr[i] != min) {
                  System.out.println(arr[i]);
                  sum += arr[i];
                  s++;
              }
          }
          //去掉一个最高分和一个最低分后 的4个评委平均值
          sum /= s;
          //输出分数
          System.out.println(sum);
      }
  ```

Java基础知识及细节之数组

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