第一章 数组定义和访问
数组概念
在Java中有常量数据，而一般情况下，常量数据都需要保存在变量空间中。
假设有100 这个数据需要在程序中先存储起来：
int a = 100；
假设有100，200 这个数据需要在程序中先存储起来：
int a = 100;
int b = 200;
问题继续升级，有大量的整数需要保存，怎么解决？
第一种解决方案：有多少个数据，就开辟多少个空间，把每个值保存到空间中。
这种解决方案，最后肯定可以把所有的数据保存起来，但是程序书写十分麻烦。常量数据最后肯定需要保存在变量空间中，在前面学习的变量，每个变量空间中在特定的时候，只能保存一个值。无法一次性保存多个数据。
Java中给我们提供另外一种方案：
一次性可以开辟出一组空间，然后这些空间中可以保存多个数据。而我们把这一组空间统称为数组。
那么数组到底是什么呢?有什么特点呢?
数组：数组表示的一串连续的存储空间。每个空间中都可以保存一个数据。当我们需要操作的时候，不要去面对单个空间，而直接面对这个整体的连续的存储区域。
注意：数组既可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型。
数组定义格式
方式一
- 格式：
数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];
int[] arr = new int[5];
在内存中一次开辟5个连续的空间，每个空间都是int类型，并且这些空间中保存的数据也必须是int类型。
方式二
- 格式：
数据类型 数组名[] = new 数组存储的数据类型[长度];
int arr[] = new int[5];
方式三
- 格式：
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
方式四
- 格式：
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};
int[] arr = {1,2,3,4,5};
数组动态初始化
动态初始化原理
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
动态初始化格式
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
int[] arr = new int[5];
数组定义格式详解
等号左边：
int：指定了存储类型，创建的数组容器可以存储什么类型的数据。
[]：指定了类型是数组。
arr：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。
等号右边：
- new：关键字，创建数组使用的关键字，为数组开辟内存空间。
- int：创建的数组容器可以存储什么数据类型。
- []：代表这是一个数组
5：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。
数组静态初始化
静态初始化原理
在创建数组时，直接将元素确定
静态初始化格式
完整版格式
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,...};简化版格式
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,...};
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。
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) {
int[] arr = new int[3];
arr[0] = 1;
//输出数组名
System.out.println(arr); //[I@880ec60
//输出数组中的元素
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
}
第二章 数组原理内存图
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虚拟机的内存划分
为了提高运算效率，jvm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。
| 区域名称 | 作用 |
|---|---|
| 栈内存（Stack） | 方法的运行需要进入方法栈中执行。 |
| 堆内存（Heap） | 凡是new出来的东西，都在堆当中。 |
| 方法区（Method Area） | 存储.class相关的信息，包含方法的信息。 |
| 本地方法栈（Native Method Stack） | 与操作系统相关。 |
| 寄存器（PC Register） | 与cpu相关。 |
栈内存：栈内存主要是用来运行函数的，在函数中定义的所有变量，都会在这个内存开辟空间。
在栈内存中定义的变量，不初始化，是不能直接使用的。
所有的函数(方法)都必须在栈内存中运行。
而jvm只会运行处于栈内存顶部的函数。
函数被加载到栈内存的动作，称为函数的压栈（入栈）。
函数执行完之后就会从栈中消失（函数的弹栈，或者叫做出栈）
堆内存：在程序中使用new 关键字创建出来的所有东西，都会保存在堆内存中。
堆内存中开辟的空间，不赋值，都会有默认的初始化数据。
整数：默认是0
小数 默认0.0.
boolean 默认是false
char 默认是 ‘\u0000’
引用数据类型默认值是 null
方法区：JVM在加载class文件的时候，所有的class文件就要加载在这个内存中。
数组在内存中的存储
一个数组内存图
两个数组内存图
两个变量指向一个数组
第三章 数组深入学习
数组越界异常
- 出现原因
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。
解决方案
将错误的索引修改为正确的索引范围即可！
数组空指针异常
- 出现原因
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3};
arr = null;
System.out.println(arr[0]);
｝
- 解决方案
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。
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。
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]);
}
}
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。
分析和步骤：
数组的最值问题：
在对数组求最值的时候，一般我们会假设一个值为最大值或者最小值，然后遍历数组中的所有空间，和假设的这个值进行大小比较，只要从数组中取出的值比假设的值大 或者 小， 就进行替换。
最终把数组遍历完成，就能找到最大值 或者 最小值。
注意：一般要求假设的这个值一定是数组中存在的值。
- 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, 200, 100, 10, 40 };
//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);
}
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]);
}
}