目录
数组基本用法
💬 什么是数组
💬 创建数组
💬 数组的使用
数组作为方法的参数
基本用法
理解引用类型(重点/难点)
认识 null
初识 JVM 内存区域划分(重点)
数组作为方法的返回值
数组基本用法
💬 什么是数组
🔴 数组本质上就是让我们能 "批量" 创建相同类型的变量。
例如:
- 如果需要表示两个数据, 那么直接创建两个变量即可 int a; int b
- 如果需要表示五个数据, 那么可以创建五个变量 int a1; int a2; int a3; int a4; int a5
- 但是如果需要表示一万个数据, 那么就不能创建一万个变量了. 这时候就需要使用数组, 帮我们批量创建
🔻 注意事项
🔴 在 Java 中, 数组中包含的变量必须是 相同类型
💬 创建数组
基本语法
// 动态初始化
数据类型[] 数组名称 = new 数据类型 [] { 初始化数据 };
// 静态初始化
数据类型[] 数组名称 = { 初始化数据 };
📝 代码示例
int[] arr = new int[]{1, 2, 3，4 , 5, 6};
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
🔻 注意事项
- 静态初始化的时候, 数组元素个数和初始化数据的格式是一致的
- 其实数组也可以写成 int arr[] = {1, 2, 3}; 这样就和 C 语言更相似了. 但是我们还是更推荐写成 int[] arr 的形式. int和 [] 是一个整体
💬 数组的使用
📝 代码示例
获取长度 & 访问元素
int[] arr = {1, 2, 3};
// 获取数组长度
System.out.println("length: " + arr.length); // 执行结果: 3
// 访问数组中的元素
System.out.println(arr[1]); // 执行结果: 2
System.out.println(arr[0]); // 执行结果: 1
arr[2] = 100;
System.out.println(arr[2]); // 执行结果: 100
🔻 注意事项
- 使用 arr.length 能够获取到数组的长度. . 这个操作为成员访问操作符. 后面在面向对象中会经常用到
- 使用 [ ] 按下标取数组元素. 需要注意, 下标从 0 开始计数
- 使用 [ ] 操作既能读取数据, 也能修改数据
- 下标访问操作不能超出有效范围 [0, length - 1] , 如果超出有效范围, 会出现下标越界异常。
📝 代码示例
遍历数组
🔴 所谓 "遍历" 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 不重不漏. 通常需要搭配循环语句
import java.util.Arrays;
public class 遍历 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr2 ={1,2,3,4,5,6};
//遍历的三种方式
//for
for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
System.out.print(arr2[i]+" ");
}
System.out.println("\n------------------");
//for-each(增强for)
for (int s:arr2){
System.out.print(s+" ");
}
System.out.println("\n------------------");
//java内部方法
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
}
}数组作为方法的参数
基本用法
📝 代码示例
打印数组内容
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
printArray(arr);
}
public static void printArray(int[] a) {
for (int x : a) {
System.out.println(x);
}
}
// 执行结果
1
2
3
在这个代码中
- int[] a 是函数的形参, int[] arr 是函数实参
- 如果需要获取到数组长度, 同样可以使用 a.length
理解引用类型(重点/难点)
我们尝试以下代码
📝 代码示例1
参数传内置类型
public static void main(String[] args) {
int num = 0;
func(num);
System.out.println("num = " + num);
}
public static void func(int x) {
x = 10;
System.out.println("x = " + x);
}
// 执行结果
x = 10
num = 0
🔴 我们发现, 修改形参 x 的值, 不影响实参的 num 值
📝 代码示例2
参数传数组类型
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
func(arr);
System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
}
public static void func(int[] a) {
a[0] = 10;
System.out.println("a[0] = " + a[0]);
}
// 执行结果
a[0] = 10
arr[0] = 10
🔴 我们发现, 在函数内部修改数组内容, 函数外部也发生改变， 此时数组名 arr 是一个 "引用" ，当传参的时候, 是按照引用传参
🔴 讲到这里估计大部分同学一头雾水，不要急，我们慢慢来解释什么叫引用。
首先要理解什么是内存
- 内存就是指我们熟悉的 "内存"，内存可以直观的理解成一个宿舍楼.，有一个长长的大走廊, 上面有很多房间，每个房间的大小是 1 Byte (如果计算机有 8G 内存, 则相当于有 80亿 个这样的房间)
- 每个房间上面又有一个门牌号, 这个门牌号就称为 地址
那么啥又是引用?
- 引用相当于一个 "别名", 也可以理解成一个指针
- 创建一个引用只是相当于创建了一个很小的变量, 这个变量保存了一个整数, 这个整数表示内存中的一个地址
举一个例子
int[] arr={1,2,3,4};
a) 当我们创建 new int[]{1, 2, 3} 的时候, 相当于创建了一块内存空间保存三个 int
b) 接下来执行 int[] arr = new int[]{1, 2, 3} 相当于又创建了一个 int[] 变量, 这个变量是一个引用类型, 里 面只保存了一个整数(数组的起始内存地址)
c) 接下来我们进行传参相当于 int[] a = arr , 内存布局如图
d) 接下来我们修改 a[0] , 此时是根据 0x100 这样的地址找到对应的内存位置, 将值改成 100
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)
🔻 注意事项
🔴 传了地址一定能改变实参这句话是错的
认识 null
🔴 null 在 Java 中表示 "空引用" , 也就是一个无效的引用。
int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Test.main(Test.java:6)
🔴 null 的作用类似于 C 语言中的 NULL (空指针), 都是表示一个无效的内存位置. 因此不能对这个内存进行任何读写操 作. 一旦尝试读写, 就会抛出 NullPointerException.
🔻 注意
Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联.
初识 JVM 内存区域划分(重点)
- 一个宿舍楼会划分成几个不同的区域: 大一学生, 大二学生... 计算机专业学生, 通信专业学生....
- 内存也是类似, 这个大走廊被分成很多部分, 每个区域存放不同的数据
🔴 JVM 的内存被划分成了几个区域, 如图所示
- 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): 重点是存储局部变量表(当然也有其他信息). 我们刚才创建的 int[] arr 这样的存储地 址的引用就是在这里保存
- 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} )
- 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
- 运行时常量池(Runtime Constant Pool): 是方法区的一部分, 存放字面量(字符串常量)与符号引用. (注意 从 JDK 1.7 开始, 运行时常量池在堆上)
Native 方法:
JVM 是一个基于 C++ 实现的程序. 在 Java 程序执行过程中, 本质上也需要调用 C++ 提供的一些函数进行和操 作系统底层进行一些交互. 因此在 Java 开发中也会调用到一些 C++ 实现的函数. 这里的 Native 方法就是指这些 C++ 实现的, 再由 Java 来调用的函数
🔴 关于上面的划分方式, 我们随着后面的学习慢慢理解. 此处我们重点理解 虚拟机栈 和 堆
- 局部变量和引用保存在栈上, new 出的对象保存在堆上.
- 堆的空间非常大, 栈的空间比较小
- 堆是整个 JVM 共享一个, 而栈每个线程具有一份(一个 Java 程序中可能存在多个栈)
数组作为方法的返回值
📝 代码示例
写一个方法, 将数组中的每个元素都 * 2
// 直接修改原数组
class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
transform(arr);
printArray(arr);
}
public static void printArray(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
public static void transform(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = arr[i] * 2;
}
}
}
🔴 这个代码固然可行, 但是破坏了原有数组. 有时候我们不希望破坏原数组, 就需要在方法内部创建一个新的数组, 并由 方法返回出来
// 返回一个新的数组
class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
int[] output = transform(arr);
printArray(output);
}
public static void printArray(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
public static int[] transform(int[] arr) {
int[] ret = new int[arr.length];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
ret[i] = arr[i] * 2;
}
return ret;
}
🔴 这样的话就不会破坏原有数组了. 另外由于数组是引用类型, 返回的时候只是将这个数组的首地址返回给函数调用者, 没有拷贝数组内容, 从而比较高效.
