Java 数组的源码 java数组原理

Java学习（6）

• Java数组

• 数组概述
• 数组的本质是什么呢？
• 数组的特点
• 数组的定义方式
• 二维数组
• Arrays数组工具类

Java数组

数组概述

在执行程序的过程中，经常需要存储大量的数据，例如，假设需要读取100个数，计它们的平均值，然后找出有多少个数大于平均值。首先，程序读入这些书并且计算它们的平均值，然后将每个数与平均值进行比较判断它是否大于平均值。为了完成这个任务，必须将全部的数据存储到变量中。必须声明100个变量，并且重复书写100次几乎完全相同的代码。这样编写程序的方式似乎是不太现实的，那么该如何解决这个问题呢？

Java和许多高级语言都提供了一种称作数组（array）的数据结构，可以用它来存储一个元素个数固定且元素类型下相同的有序集。数组主要解决多变量多数据的存储问题，方便程序后期统一维护操作数据。

数组的本质是什么呢？

• 数组就是一系列空间大小相等且地址连续的一片存储空间。
• 为什么空间大小是相等的呢？就是为了方便统一维护我们的数据，必须得保证数据之间的类型是一样的。
• 为什么变量空间的地址是连续的呢？地址连续切大小相等方便计算后续元素的具体物理内存地址。

数组的特点

• 数组就是一片地址连续且空间大小一致的存储空间(但是每个空间存的还是其他数据的地址。
• 数组存在于堆内存中，但凡在堆中存储的数据都称之为对象。
• 数组提供角标来访问数组当中的元素。
• 数组变量存的就是数组在堆内存中首元素的地址。
• 数组通过角标来访问元素的具体计算方式是：所要访问数据的地址 = 首元素地址 + 角标 * 数据类型大小。
• 数组一旦定义下来，其长度不可改变；数组中有几个地址？就看数组有几个元素空间（数组的长度）。
• 创建数组时必须明确规定大小或内容。

数组的定义方式

创建数组只指定长度但不指定内容

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[长度];

创建数组指定内容(同时长度就确定了)

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1, 数据2, 数据3, ..., 数据n};
数据类型[] 数组名 = {数据1, 数据2, 数据3, ..., 数据n};

数组遍历

public class ArrayTraversal {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.println(arr[i]);
		}
		for (int i : arr) {
			System.out.println(i);
			}
		}
}

例题1：有一堆1元硬币，每次只能拿一个或者两个，求最少多少次可以拿完硬币{10, 8, 5, 3, 27, 99}
10要5次 8要4次 5要3次 3要2次 27要14次 99要50次
一共78次

package day07;

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
    	
    	
    	int[] arr= {10, 8, 5, 3, 27, 99};
    	System.out.print(getCoin(arr));
    	
    }
    public static int getCoin(int[] arr) {
    	int count=0;
    	for(int i=0;i<arr.length;i++) {
    		int num=arr[i];
    		if(num%2==0) {
    			count+=num/2;
    		}else {
    			count+=num/2+1;
    		}
    	}return count;
    }
}

例题2：请输入10位同学的java成绩，
求平均成绩，最高成绩、最低成绩

package day07;
import java.util.Scanner;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        double[] arr= {};
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //输入成绩
        double max=0,min=0,sum=0;
        for(int i=0;i<=arr.length;i++){
            System.out.print("请输入第"+(i+1)+"个java同学成绩：");
            double num=sc.nextDouble();
            arr[i]=num;
            sum+=arr[i];
            if(i==0){
                max=arr[i];
                min=arr[i];
            }else {
                if(max<arr[i]){
                    max=arr[i];
                }
                if(min>arr[i]){
                    min=arr[i];
                }
            }
 
        }
        System.out.println("平均成绩："+(sum/arr.length));
        System.out.println("最大值为："+max);
        System.out.println("最小值为："+min);
 
    }
}

二维数组

就是一个由行和列组成的一个表格而已，矩阵Matrix。
在这个矩阵中访问元素的话，是根据元素的行角标和列角标所确定的。
二维数组具体是在内存中如何存储的呢？

• 无论是二维数组，还是多维数组，它们本身就是一个一维数组。
• 尤其对于二维数组而言，无非就是一个一维数组，只不过该一维数组中的每一个元素是另一个一维数组罢了。

定义方式

//创建一个3行4列的二维数组，元素默认都是0
int[][] matrix = new int[3][4];
//创建个指定元素的二维数组
int[][] matrix = new int[][]{
{ 1, 2, 3, 4 } ,
{ 5, 6, 7, 8 } ,
{ 9, 10, 11, 12 }
};
//锯齿矩阵
int[][] matrix = {
{ 1, 2, 3, 4 } ,
{ 5, 6, 7 } ,
{ 8, 9 },
{ 10 }
};

Arrays数组工具类

此类包含用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。此类还包含一个允许将数组作为列表来查看的静态工厂。

static int binarySearch(int[] a, int key) ：使用二分搜索法来搜索指定的 int型数组，以获得指定的值。

static int[] copyOf(int[] original, int newLength) ：复制指定的数组，截取或用 0
填充（如有必要），以使副本具有指定的长度。

static boolean equals(int[] a, int[] a2) ：如果两个指定的 int 型数组彼此相等 ，则返回true。
static void sort(int[] a) ：对指定的 int 型数组按数字升序进行排序。
static String toString(int[] a) ：返回指定数组内容的字符串表示形式。