前言:
由上两章,我们已经了解关于java的基础语法,这章我们将讲解数组的相关语法,坐好了没,我们准备要发车啦!!!
我们将从五部分给大家讲解:
1数组的基本概念
2.数组是引用类型
3.数组的应用场景
4.数组的练习
5.二维数组
1数组的基本概念:
1.1 为什么要使用数组
1.存储多个相同类型的数据
仓库允许你存储多个相同类型的元素,例如一个整数、字符串或对象。使用仓库可以报表避免多个独立的变量,并让你更方便地管理这些数据。例如,假设你需要存储10个学生的成绩,用储备可以简化操作:
注意:当我们使用第二个方法时,相当于声明了10个独立的变量,而使用数组则不是声明10个独立的变量。它能更好的帮我们处理多组数据,方便我们操作。
2.内存使用情况
磁盘在内存中是分配的,这使得它在存储和访问数据时非常高效。磁盘的元素相互独立,因此磁盘元素的索引访问时间是分散的时间(即O(1)
),这意味着无论磁盘有多少,访问任何元素的速度都是相同的。
3.方便数据管理
数据库通过索引访问,让您轻松检索或更新每个元素。满足循环语句,数据库可以处理大量数据,而不需要手动处理每个元素。
4.代码简洁且可维护性
配额可以让代码更简洁、更容易维护。通过将数据备份到一个配额中,您可以减少不必要的重复代码,并且更容易进行批量操作。例如,您可以初始化配额配额中的所有元素,或者通过循环修改它们。
5.易于进行批量操作
批量在处理批量数据时非常有用,尤其是在需要对一组元素进行排序、查找或批量修改时。例如,你可以通过批量对数据进行排序或过滤,并且能够使用标准库函数(如Arrays.sort()
)来简化常见操作。
6.固定大小的设计
数据库的大小在初始化时是固定的。固定大小的特点使得它在处理已知数量的数据时非常有效,例如当你知道这种要存储多少个元素时,数据库是一个不错的选择。它也有助益于减少不必要的内存分配。
7.支持多维数据显示
数据库支持多维结构,尤其是用于表示矩阵、图像、图表等多维数据。例如,二维数据库非常适合表示矩阵或表格结构:
8.可与标准库结合使用
Java提供了大量与数据库相关的标准库方法(如排序、拷贝、搜索等),这使得数据库的使用更加方便。通过这些工具类,数据库操作变得更加简单和高效。
总结
使用数组有以下几个主要优势:
- 存储多个相同类型的数据:为每个数据单独声明。
- 高效的内存管理:内存在内存中连续存储,访问速度快。
- 简化代码:使用集群可以避免重复代码,易于管理。
- 批量操作方便:批量支持循环遍历、批量修改、排序等操作。
- 支持多维结构:可以表示复杂的数据结构,如矩阵。
- 固定大小:适合处理已知大小的数据。
1.2 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。
【注意事项】
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。
1.3 数组的创建及初始化
1. 动态初始化:在创建数组时,直接指定数组中元素的个数
int[] array = new int[10];
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
使用方法:
T(数据类型)[ ] = {data1,data2,data3}
【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[]。
数组也可以按照如下C语言个数创建,不推荐
静态和动态初始化也可以分为两步,但是省略格式不可以。
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:
1.4 数组的使用
1.4.1 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。比如:
【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。
抛出了 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 异常. 使用数组一定要下标谨防越界.
1.4.2 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,
我们还可以用以上的代码去便利,但是我们会发现
1. 如果数组中增加了一个元素,就需要增加一条打印语句
2. 如果输入中有100个元素,就需要写100个打印语句
3. 如果现在要把打印修改为给数组中每个元素加1,修改起来非常麻烦。
因此我们可以用循环来打印:
1在数组中可以通过 数组对象.length 来获取数组的长度
2.也可以使用 for-each 遍历数组
2. 数组是引用类型
2.1 初始JVM的内存分布
内存是一段连续的存储空间,主要用来存储程序运行时数据的。比如:
1. 程序运行时代码需要加载到内存
2. 程序运行产生的中间数据要存放在内存
3. 程序中的常量也要保存
4. 有些数据可能需要长时间存储,而有些数据当方法运行结束后就要被销毁
因此如果对内存中存储的数据不加区分的随意存储,那对内存管理起来将会非常麻烦。但是JVM也对是使用的内存按不同的功能进行了划分:
程序计数器 (PC Register): 只是一个很小的空间, 保存下一条执行的指令的地址
虚拟机栈(JVM Stack): 与方法调用相关的一些信息,每个方法在执行时,都会先创建一个栈帧,栈帧中包含 有:局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址以及其他的一些信息,保存的都是与方法执行时相关的一 些信息。比如:局部变量。当方法运行结束后,栈帧就被销毁了,即栈帧中保存的数据也被销毁了。
本地方法栈(Native Method Stack): 本地方法栈与虚拟机栈的作用类似. 只不过保存的内容是Native方法的局 部变量. 在有些版本的 JVM 实现中(例如HotSpot), 本地方法栈和虚拟机栈是一起的
堆(Heap): JVM所管理的最大内存区域. 使用 new 创建的对象都是在堆上保存 (例如前面的 new int[]{1, 2, 3} ),堆是随着程序开始运行时而创建,随着程序的退出而销毁,堆中的数据只要还有在使用,就不会被销 毁。
方法区(Method Area): 用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数 据. 方法编译出的的字节码就是保存在这个区域
现在我们只简单关心堆 和 虚拟机栈这两块空间,后序会有更详细介绍。
2.2 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。
2.3 再谈引用变量
2.4 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.
3. 数组的应用场景
3.1 保存数据
3.2 作为函数的参数
1. 参数传基本数据类型
2. 参数传数组类型(引用数据类型)
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).
3.3 作为函数的返回值
4. 数组练习 (博主写累了,这两天补充QAQ)
4.1 数组转字符串
5. 二维数组
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.
基本语法 :
数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] { 初始化数据 };
结语:
在 Java 中,数组作为一种基础的数据结构,为我们在编程中处理大量相同类型的数据提供了便利。通过对 Java 数组的深入了解,我们能够更加高效地组织和操作数据。无论是简单的数值存储,还是复杂的对象管理,数组都有着广泛的应用场景。
在实际编程中,我们要根据具体的需求合理地选择和使用数组。同时,也要注意数组的边界问题,避免出现越界错误。不断地实践和探索,将使我们更加熟练地运用数组,为构建强大的 Java 应用程序奠定坚实的基础。让我们在编程的道路上,继续发挥数组的优势,创造出更加精彩的程序世界。