JavaSE——数组（2/2）-数组在计算机中的执行原理、数组案例、Debug工具的使用

数组在计算机中的执行原理

Java内存分配介绍

数组的执行原理

多变量指向同一数组

数组案例

求最大值

数组反转

随机排名

Debug工具的使用

数组在计算机中的执行原理

Java内存分配介绍

程序都是在内存中执行的，Java程序编译之后会产生一个class文件，然后将这个class文件提取到内存中正在运行的虚拟机里面去执行的。

Java为了便于虚拟机执行这个Java程序，它将虚拟机中的内存区域进行了划分：

方法区
栈
堆
本地方法栈
程序计数器

目前重要的是关注前三块。

其中，方法区是放置我们编译之后的class文件的，也就是字节码文件。

栈是方法运行时所进入的内存，由于变量是在方法里的，所以变量也是在这块内存中。

也就是说，一个类中的main方法要执行的时候，它是把main方法提到栈里面来进行执行的。

堆里面放的都是new出来的东西，它会在堆内存中开辟空间并产生地址。

例如数组就是放在堆内存中的。大致了解前三块区域，以后会逐个进行祥解，接下来我们了解一下数组的执行原理。

数组的执行原理

int a = 20;
int[] arr = new int[3];

a是变量，直接放在栈中，a变量中存储的数据就是20这个值。
new int[3] 是创建一个数组对象，会在堆内存中开辟区域存储3个整数。
arr是变量，在栈中，arr中存储的是数组对象在堆内存中的地址值。

多变量指向同一数组

当多个数组变量指向同一个数组对象时，它们存储的数组对象的地址都是一样的；因而导致多个变量修改的都是同一个数组对象中的数据。

如果某个数组变量中存储的是null值，代表这个数组变量没有指向数组对象，不能用这个数组变量去访问数据或者访问数组长度。

1、多个数组变量，指向同一个数组对象的原因是什么？需要注意什么？

多个数组变量中存储的是同一个数组对象的地址。多个变量修改的都是同一个数组对象中的数据。

2、如果某个数组变量中存储的null，代表什么意思？需要注意什么？·

代表这个数组变量没有指向数组对象。
可以输出这个变量，但是不能用这个数组变量去访问数据或者访问数组长度，会报空指针异常：NullPointerException。

数组案例

求最大值

颜值
15 9000 10000
20000 9500 -5

找出最高颜值。

实现步骤：

把颜值数据拿到程序中去，用数组装起来。
定义一个变量用于记录最大值。（最大值初始值设为数组的第一个数据）
从第二个位置开始：遍历数组的数据，如果遍历的当前数据大于max变量存储的数据，则替换变量存储的数据为当前数据。
循环结束后输出max变量即可。

public class MaxMizing
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //接入颜值数据
        int[] faceScores = {15,9000,10000,20000,9500,-5};
        //定义记录颜值最大值的变量，初始化为数组的第一个数据
        int Max = faceScores[0];

        //遍历数据找出最大值
        for(int i = 1; i < faceScores.length; i++)
        {
            if(faceScores[i] > Max)
            {
                Max = faceScores[i];
            }
        }
        System.out.println("最高颜值是：" + Max);
    }
}

数组反转

需求：

某个数组有5个数据：10，20，30，40，50，请将这个数组中的数据进行反转。

反转前： [ 10,20,30,40,50 ]

反转后： [ 50,40,30,20,10 ]

数组的反转操作，实际上就是依次前后交换数据即可实现。

public class ReverseArray
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //准备需求中的数组
        int[] arr = {10,20,30,40,50};

        //循环依次交换数组第一个和最后一个的数据
        int i,j;
        for(i = 0,j = arr.length - 1; i < j;i++,j--)
        {
            //交换数据（可以有多种方法）
            arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
            arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
            arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        }

        //输出反转之后的数组
        for(int a = 0; a < arr.length; a++)
        {
            System.out.print(arr[a] + " ");
        }
    }
}

随机排名

需求：

某公司开发部5名开发人员，要进行项目进展汇报演讲，现在采取随机排名后进行汇报。请先依录入5名员工的工号，然后展示出一组随机的排名顺序。

在程序中录入5名员工的工号存储起来--->使用动态初始化数组的方式。
依次遍历数组中的每个数据。
每遍历到一个数据，都随机一个索引值出来，让当前数据与该索引位置处的数据进行交换。

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class RandomRanking
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //先定义一个动态初始化的数组
        int[] codes = new int[5];

        //提示用户录入5名员工的工号
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int i;
        for(i = 0; i < codes.length;i++)
        {
            System.out.println("请您输入当前第" + (i + 1) + "个员工的工号：");
            int code = sc.nextInt();
            codes[i] = code;
        }

        //将数组打乱
        Random r = new Random();
        for(i = 0; i < codes.length;i++)
        {
            int index = r.nextInt(codes.length); // 0-4
            int temp = codes[index];
            codes[index] = codes[i];
            codes[i] = temp;
        }

        //输出打乱后的员工工号
        for (i = 0; i < codes.length;i++)
        {
            System.out.print(codes[i] + " ");
        }
    }
}