Java-数据结构（一）------数组

￡神魔★判官ぃ 2023-02-11 10:30 25阅读 0赞

## 一、什么是数组 ##

是一种最简单的复合数据类型，它是有序数据的集合，数组中的每个元素具有相同的数据类型，可以用一个统一的数组名和不同的下标来确定数组中唯一的元素。根据数组的维度，可以将其分为一维数组、二维数组和多维数组等。

## 二、数组的三大特性 ##

**一致性**：数组只能保存相同数据类型元素，元素的数据类型可以是任何相同的数据类型。

**有序性**：数组中的元素是有序的，通过下标访问

**不可变性**：数组一旦初始化，则长度（数组中元素的个数）不可变。

## 三、数组具有的特点 ##

1、数组可以是一维数组、二维数组或多维数组

2、数值数组元素的默认值为 0，而引用元素的默认值为 null。

3、数组的索引从 0 开始，如果数组有 n 个元素，那么数组的索引是从 0 到（n-1）

4、数组元素可以是任何类型，包括数组类型。

5、数组类型是从抽象基类 Array 派生的引用类型

6、声明一维数组，推荐 `数据类型[] 数组名` 格式

## 四、数组在内存中的存储过程 ##

分为两种情况

**1、基本类型数组**

第一步：声明数组`int[] array`

仅在栈内存中定义了一个空引用(就是array数组变量),这个引用并未指向任何有效的内存,故在初始化时无法指定数组的长度,  
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第二步：分配内存空间`array= new int[2]`

为array数组分配内存空间,并分配默认的初始值:所有数值类型数组元素默认赋值为0,  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
第三步：初始化数组

array[0] = 1;
    array[1] = 2;
    array[2] = 3;

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

**2、引用类型数组**

引用类型数组的数组元素是引用类型，所以每个数组元素存储的是引用信息，指向另一块内存。

第一步：声明引用数组`User[] array`

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70]

第二步：分配内存空间`array= new User[3]`

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
第三步：初始化数组

User[] array;
    array = new User[3];
    
    User user1 = new User();
    user1.setName("张三"); 
    
    User user2 = new User();
    user2.setName("李四"); 
    
    User user3 = new User();
    user3.setName("王五");

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

array[0] = user1;
    array[1] = user2;
    array[2] = user3;

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

## 五、数组的创建及初始化 ##

**1、声明数组**

int[] array;   
    double[] array;    
    String[] array;

PS：在声明数组时不需要规定数组的长度

int array[10];    // 这是错误的

**2、分配内存空间**

声明了数组，只是得到了一个存放数组的变量，并没有为数组元素分配内存空间，不能使用

array= new int[10];
    array= new double[20];
    array= new String[30];

#声明数组时就给它分配空间
    int[] array= new int[5];

PS:一旦声明了数组的大小，就不能再修改。

**3、初始化数组**

数组必须先初始化，然后才可以使用。所谓初始化，就是为数组的数组元素分配内存空间，并为每个数组元素赋初始值

int[] array= new int[3];
    array[0] = 1;
    array[1] = 2;
    array[2] = 3;

或

int[] array= new int[]{1, 2, 3};

或

int[] array= {1,2,3};

## 六、数组常见的异常错误 ##

**NullPointerException**

int array[] = {1,4,2,9} ;
    array = null;
    System.out.println(array[0]);

数组没有引用到一个数组的实例，换句话说数组引用的值为NULL时，会产生该异常

**ArrayIndexOutOfBoundsException**

int array[] = {1,4,2,9} ;
    System.out.println(array[4]);

数组索引值指定错误或起始位置给定错误，也可能是所访问数据的个数超出数组的大小范围时引发的异常

**ArrayStroeException**

Object array[ ] = new String[1]; 
    array[0] = new Integer(0);

将错误类型的对象存储到一个对象数组时抛出的异常。

## 七、数组Arrays工具类 ##

Arrays 类是一个工具类，其中包含了数组操作的很多方法。这个 Arrays 类里均为 static 修饰的方法（static 修饰的方法可以直接通过类名调用），可以直接通过 Arrays.xxx(xxx) 的形式调用方法。

**1、int binarySearch(type\[\] a, type key)**

使用二分法查询 key 元素值在 a 数组中出现的索引，如果 a 数组不包含 key 元素值，则返回负数。调用该方法时要求数组中元素己经按升序排列，这样才能得到正确结果。

**2、int binarySearch(type\[\] a, int fromIndex, int toIndex, type key)**

这个方法与前一个方法类似，但它只搜索 a 数组中 fromIndex 到 toIndex 索引的元素。调用该方法时要求数组中元素己经按升序排列，这样才能得到正确结果。

**3、type\[\] copyOf(type\[\] original, int length)**

这个方法将会把 original 数组复制成一个新数组，其中 length 是新数组的长度。如果 length 小于 original 数组的长度，则新数组就是原数组的前面 length 个元素，如果 length 大于 original 数组的长度，则新数组的前面元索就是原数组的所有元素，后面补充 0（数值类型）、false（布尔类型）或者 null（引用类型）。

**4、type\[\] copyOfRange(type\[\] original, int from, int to)**

这个方法与前面方法相似，但这个方法只复制 original 数组的 from 索引到 to 索引的元素。

**5、boolean equals(type\[\] a, type\[\] a2)**

如果 a 数组和 a2 数组的长度相等，而且 a 数组和 a2 数组的数组元素也一一相同，该方法将返回 true。

**6、void fill(type\[\] a, type val)**

该方法将会把 a 数组的所有元素都赋值为 val。

**7、void fill(type\[\] a, int fromIndex, int toIndex, type val)**

该方法与前一个方法的作用相同，区别只是该方法仅仅将 a 数组的 fromIndex 到 toIndex 索引的数组元素赋值为 val。

**8、void sort(type\[\] a)**

该方法对 a 数组的数组元素进行排序。

**9、void sort(type\[\] a, int fromIndex, int toIndex)**

该方法与前一个方法相似，区别是该方法仅仅对 fromIndex 到 toIndex 索引的元素进行排序。

**10、String toString(type\[\] a)**

该方法将一个数组转换成一个字符串。该方法按顺序把多个数组元素连缀在一起，多个数组元素使用英文逗号,和空格隔开。

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