1. 数组定义

数组是相同类型数据的有序集合。

  • 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
  • 每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们

2. 数组声明和创建

  1. 首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。

    语法格式：

    1
    2
    3
    dataType[] arrayRefVar; // 首选的方法
    或
    dataType arrayRefVar[]; // 效果相同，但不是首选方法

    类型与中括号紧挨相连来声明数组。

    正例：定义整形数组 int[] arr

    反例：在 main 参数中，使用 String args[] 来定义

  2. Java 语言使用 new 操作符来创建数组。

    语法如下：

    1
    dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

  3. 数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始。

  4. 获取数组长度：arrays.length

3. 内存分析及三种初始化

方法区（Method Area）与 Java 堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。虽然《Java 虚拟机规范》中把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫作“非堆”（Non-Heap），目的是与 Java 堆区分开来。

数组的三种初始化状态：

  • 静态初始化

    如：int[] arr = {1, 2, 3};

  • 动态初始化

    如：int[] arr = new int[6]; arr[0] = 1;

  • 默认初始化

    数组是引用类型，其元素相当于类的实例变量。 因此数组一经分配空间，其中每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。

4. 数组的四个基本特点

  1. 其长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的。

  2. 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型。

  3. 数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。

  4. 数组变量属引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。

    数组本身就是对象，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的。

5. 数组使用

  • 普通 for 循环
  • 增强型 for 循环
  • 数组作为方法参数
  • 数组作为方法返回值

6. 多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组。

如：int a[][] = new int[2][5];

7. Arrays 类

由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用，但 API 中提供了一个工具类 Arrays 供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本的操作。Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用的时候可以直接使用类名进行调用。

具有以下常用功能：

  • 给数组赋值：通过 fill 方法
  • 对数组排序：通过 sort方法，按升序
  • 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等
  • 查找数组元素：通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

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8. 冒泡排序

冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一。

代码实现：

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public static void bubbleSort(int[] arr) {
    // 一共进行 (arr.length - 1) 轮
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {

        // 设定一个标记，若为 true，则表示此次循环没有进行交换，也就是待排序列已经有序，排序已经完成
        boolean flag = true;

        // 每轮进行 (arr.length - i) 次比较
        for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                flag = false;
                int t = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = t;
            }
        }

        if (flag) {
            break;
        }
    }
}

动图演示：

8. 稀疏数组

当一个数组中大部分元素为 0，或者为同一值时，可以使用稀疏数组来保存该数组。

稀疏数组的处理方式是：

  • 记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
  • 把具有不同值的元素和行列及值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模

什么是稀疏数组？稀疏数组详解