06-数组

1. 概述

• 数组值是相同类型的、用一个标识符名称封装到一起的一个对象序列或基本类型数据序列。
  • 当创建一个数组对象时，实际上就是创建了一个引用数组，并且每个引用都会自动被初始化为一个特定值，该值拥有自己的关键字 null。一旦 Java 看到 null，就知道这个引用还没有指向某个对象。在使用任何引用前，必须为其指定一个对象；如果试图使用一个还是 null 的引用，在运行时将会报错。
  • 还可以创建用来存放基本数据类型的数组。同样，编译器也能确保这种数组的初始化，因为它会将这种数组所占的内存全部置零。
• 基本特点
  • 数组描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后次序排列组合而成
  • 数组长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的
  • 其中，每一个数据称作一个元素，每个元素可以通过一个索引来访问它们
  • 数组(元素)类型可以是任何数据类型，包括 [基本类型] 和 [引用类型]
  • 元素必须是相同类型，不允许出现混合类型
  • 数组变量本身是引用类型，是个对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量
  • Java 中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型，数组对象本身是在堆中存储的
  • 创建数组对象会在堆中开辟一整块连续的空间，而数组名引用的就是这块连续空间的首地址

2. 声明

• 数组是通过方括号下标操作符[]来定义和使用的
• 声明：Type[] arrName;，表明类型是"一个 Type 型数组"
• 声明的时候并没有实例化任何对象，只有在实例化数组对象时，JVM 才分配空间，这时才与长度有关
• 现在拥有的只是对数组的一个引用（你已经为该引用分配了足够的存储空间），而且也没给数组对象本身分配任何空间
• 为了给数组创建相应的存储空间，必须写 {初始化表达式}；定义并用运算符 new 为之分配空间后，才可以引用数组中的每个元素

3. 初始化

• 默认初始化
  • 数组是引用类型，它的元素相当于类的成员变量，因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化
  • 大致来说就是将数组所占的那块内存空间全部置零
    
• 静态初始化
  • 在声明数组的同时就为数组元素分配空间并赋值
  • 格式（以 int 为例）
    • int[] arr1; ...; arr1 = new int[]{1, 2, 3}; // []里面什么都不用写！
    • int[] arr2 = {1, 2, 3}; // 这种方式必须 {声明 + 初始化} 一起！
  • 在创建完成后，其实会先默认初始化，然后再用提供的值进行覆盖
  • 对于数组，初始化动作可以在代码的任何地方，但也可以使用一种特殊的初始化表达式(格式 2)，它必须在创建数组的地方出现。这种特殊的表达式是由一对花扩号括起来的值组成的。在这种情况下，存储空间的分配（等价于使用 new）将由编译器负责
• 动态初始化：声明数组且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行
  • 格式：Type[] arrName; ...; arrName = new Type[length]; // 声明和初始化可以分开
  • 此时，数组元素已被默认初始化；在之后可直接通过数组下标对元素进行赋值

4. 数组长度、遍历

• 所有数组（无论元素是对象还是基本类型）都有一个固定成员，可以通过它获知数组内包含了多少个元素，但不能对其修改。这个成员就是length，数组一旦初始化，其长度是不可变的。
• 数组元素的引用方式：arrName[index]，下标可以是整型常量或整型表达式；如a[3]，b[i]，c[6*i]。
• Java 数组计数从第 0 个元素开始，所以能使用的最大下标数是 length-1。要是超过这个边界，就会出现运行时错误（即异常）。
• 我们可以通过下标来遍历数组中的元素，遍历时可以读取元素的值或者修改元素的值。

5. Exer

a. 生成无重复的随机数组

b. 数组元素反转

c. 冒泡排序

d. 小面试题

6. 多维数组

如果说可以把一维数组当成几何中的线性图形， 那么二维数组就相当于是一个表格。对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组 array1 又作为另一个一维数组 array2 的元素而存在。其实，从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组，多维数组可以看成以数组为元素的一维数组。

6.1 初始化

6.2 二维的初始化

• 外层元素：地址值；默认 null
• 内层元素：跟一维一样，就具体的数据；默认见《一维》

6.3 内存图解

6.4 Exer

a. 杨辉三角

b. 二维数组的查找

c. 回形数格式方阵

7. Arrays工具类