Java笔记day03(数组之一维数组)

1.一维数组的声明与初始化

 1、Java语言中的数组是一种引用数据类型。不属于基本数据类型。数组的父类是Object。
    2、数组实际上是一个容器，可以同时容纳多个元素。（数组是一个数据的集合。）
    数组：字面意思是“一组数据”
    3、数组当中可以存储“基本数据类型”的数据，也可以存储“引用数据类型”的数据。
    4、数组因为是引用类型，所以数组对象是堆内存当中。（数组是存储在堆当中的）
    5、数组当中如果存储的是“java对象”的话，实际上存储的是对象的“引用（内存地址）”，数组中不能直接存储java对象。
    6、数组一旦创建，在java中规定，长度不可变。（数组长度不可变）
    7、数组的分类：一维数组、二维数组、三维数组、多维数组...（一维数组较多，二维数组偶尔使用！）
    8、所有的数组对象都有length属性(java自带的)，用来获取数组中元素的个数。
    9、java中的数组要求数组中元素的类型统一。比如int类型数组只能存储int类型，Person类型数组只能存储Person类型。
    例如：超市购物，购物袋中只能装苹果，不能同时装苹果和橘子。（数组中存储的元素类型统一）
    10、数组在内存方面存储的时候，数组中的元素内存地址(存储的每一个元素都是有规则的挨着排列的)是连续的。内存地址连续。
    这是数组存储元素的特点（特色）。数组实际上是一种简单的数据结构。
    11、所有的数组都是拿“第一个小方框的内存地址”作为整个数组对象的内存地址。
    （数组中首元素的内存地址作为整个数组对象的内存地址。）
    12、数组中每一个元素都是有下标的，下标从0开始，以1递增。最后一个元素的下标是：length - 1
    下标非常重要，因为我们对数组中元素进行“存取”的时候，都需要通过下标来进行。
    13、数组这种数据结构的优点和缺点是什么？
        优点：查询/查找/检索某个下标上的元素时效率极高。可以说是查询效率最高的一个数据结构。
            为什么检索效率高？
                第一：每一个元素的内存地址在空间存储上是连续的。
                第二：每一个元素类型相同，所以占用空间大小一样。
                第三：知道第一个元素内存地址，知道每一个元素占用空间的大小，又知道下标，所以
                通过一个数学表达式就可以计算出某个下标上元素的内存地址。直接通过内存地址定位
                元素，所以数组的检索效率是最高的。

                数组中存储100个元素，或者存储100万个元素，在元素查询/检索方面，效率是相同的，
                因为数组中元素查找的时候不会一个一个找，是通过数学表达式计算出来的。（算出一个
                内存地址，直接定位的。）
        缺点：
            第一：由于为了保证数组中每个元素的内存地址连续，所以在数组上随机删除或者增加元素的时候，
        效率较低，因为随机增删元素会涉及到后面元素统一向前或者向后位移的操作。
            第二：数组不能存储大数据量，为什么？
                因为很难在内存空间上找到一块特别大的连续的内存空间。

        注意：对于数组中最后一个元素的增删，是没有效率影响的。
    14、怎么声明/定义一个一维数组？
        语法格式：
            int[] array1;
            double[] array2;
            boolean[] array3;
            String[] array4;
            Object[] array5;
    15、怎么初始化一个一维数组呢？
        包括两种方式：静态初始化一维数组，动态初始化一维数组。
        静态初始化语法格式：
            int[] array = {100, 2100, 300, 55};
        动态初始化语法格式：
            int[] array = new int[5]; // 这里的5表示数组的元素个数。
                                        // 初始化一个5个长度的int类型数组，每个元素默认值0
            String[] names = new String[6]; // 初始化6个长度的String类型数组，每个元素默认值null。

public class ArrayTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明一个int类型的数组，使用静态初始化的方式
        int[] a = {1, 100, 10, 20, 55, 689};
        // 这是C++风格，不建议在java中使用。
        //int a[] = {1, 100, 10, 20, 55, 689};

        // 所有的数组对象都有length属性
        System.out.println("数组中元素的个数" + a.length);

        // 数组中每一个元素都有下标
        // 通过下标对数组中的元素进行存和取。
        // 取（读）
        System.out.println("第一个元素 = " + a[0]);
        System.out.println("最后一个元素 = " + a[5]);
        System.out.println("最后一个元素 = " + a[a.length - 1]);

        // 存（改）
        // 把第一个元素修改为111
        a[0] = 111;
        // 把最后一个元素修改为0
        a[a.length - 1] = 0;

        System.out.println("第一个元素 = " + a[0]);
        System.out.println("最后一个元素 = " + a[5]);

        // 一维数组怎么遍历呢？
        for(int i = 0; i < a.length; i++){
            System.out.println(a[i]); // i是从0到5，是下标
        }

        // 下标为6表示第7个元素，第7个元素没有，下标越界了。会出现什么异常呢？
        //System.out.println(a[6]); //ArrayIndexOutOfBoundsException（比较著名的异常。）

        // 从最后一个元素遍历到第1个元素
        for (int i = a.length - 1; i >= 0; i--) {
            System.out.println("颠倒顺序输出-->" + a[i]);
        }
    }
}

2.判断何时采用静态初始化，何时采用动态初始化方法

package Array;

/*
关于每个类型的默认值还有印象吗？
    数据类型            默认值
    ----------------------------
    byte                0
    short               0
    int                 0
    long                0L
    float               0.0F
    double              0.0
    boolean             false
    char                \u0000
    引用数据类型          null

 什么时候采用静态初始化方式，什么时候使用动态初始化方式呢？
    当你创建数组的时候，确定数组中存储哪些具体的元素时，采用静态初始化方式。
    当你创建数组的时候，不确定将来数组中存储哪些数据，你可以采用动态初始化的方式，预先分配内存空间。
 */
public class ArrayTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明/定义一个数组，采用动态初始化的方式创建
        int[] a = new int[4]; // 创建长度为4的int数组，数组中每个元素的默认值是0
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.println("数组中下标为" + i + "的元素是：" + a[i]);
        }

        // 后期赋值
        a[0] = 1;
        a[1] = 100;
        a[2] = 111;
        a[3] = 222; // 注意下标别越界。

        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.println("数组中下标为" + i + "的元素是：" + a[i]);
        }

        // 初始化一个Object类型的数组，采用动态初始化方式
        Object[] objs = new Object[3]; // 3个长度，动态初始化，所以每个元素默认值是null
        for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
            System.out.println(objs[i]);
        }

        System.out.println("===============================");

        String[] strs = new String[3];
        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            System.out.println(strs[i]);
        }

        // 采用静态初始化的方式
        String[] strs2 = {"abc", "def", "xyz"};
        for (int i = 0; i < strs2.length; i++) {
            System.out.println(strs2[i]);
        }

        // 存储Object，采用静态初始化呢？
        /*Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();
        Object o3 = new Object();

        Object[] objects = {o1, o2, o3};*/

        Object[] objects = {new Object(), new Object(), new Object()};

        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            /*Object o = objects[i];
            System.out.println(o);*/
            System.out.println(objects[i]);
        }
    }
}

3.当一个方法上，参数的类型是一个数组的时候。

package Array;

// 当一个方法上，参数的类型是一个数组的时候。

public class ArrayTest03 {
    // main方法的编写方式，还可以采用C++的语法格式哦！
    public static void main(String args[]) {

        System.out.println("hello world!");

        // java的风格。
        int[] a1 = {1,23,3};
        for (int i = 0; i < a1.length ; i++) {
            System.out.println(a1[i]);
        }

        // C++的写法，不建议。
        int a2[] = {3,4,2};
        for (int i = 0; i < a2.length ; i++) {
            System.out.println(a2[i]);
        }

        System.out.println("===================================");
        // 调用方法时传一个数组
        int[] x = {1,2,3,4};
        printArray(x);

        // 创建String数组
        String[] stringArray = {"abc", "def", "hehe", "haha"};
        printArray(stringArray);

        String[] strArray = new String[10];
        printArray(strArray); // 10个null

        System.out.println("================================");
        printArray(new String[3]);
        System.out.println("***********************************");
        printArray(new int[4]);

    }

    public static void printArray(int[] array){
        for(int i = 0; i < array.length; i++){
            System.out.println(array[i]);
        }
    }

    public static void printArray(String[] args){
        for(int i = 0; i < args.length; i++){
            System.out.println("String数组中的元素：" + args[i]);
        }
    }

}

4.当一个方法的参数是一个数组的时候，我们还可以采用这种方式传.

package Array;

// 当一个方法的参数是一个数组的时候，我们还可以采用这种方式传。

public class ArrayTest04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 静态初始化一维数组
        int[] a = {1,2,3};
        printArray(a);

        System.out.println("============================");
        // 没有这种语法。
        //printArray({1,2,3});
        // 如果直接传递一个静态数组的话，语法必须这样写。
        printArray(new int[]{1,2,3});

        // 动态初始化一维数组
        int[] a2 = new int[4];
        printArray(a2);

        System.out.println("=============================");
        printArray(new int[3]);
    }

    // 为什么要使用静态方法？方便呀，不需要new对象啊。
    public static void printArray(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.println(array[i]);
        }
    }
}

5.main方法上面的“String[] args”有什么用？

package Array;
/*
1、main方法上面的“String[] args”有什么用？
    分析以下：谁负责调用main方法（JVM）
    JVM调用main方法的时候，会自动传一个String数组过来。
 */
public class ArrayTest05 {
    // 这个方法程序员负责写出来，JVM负责调用。JVM调用的时候一定会传一个String数组过来。
    public static void main(String[] args) {
        // JVM默认传递过来的这个数组对象的长度？默认0
        // 通过测试得出：args不是null。
        System.out.println("JVM给传递过来的String数组参数，它这个数组的长度是？" + args.length);

        // 以下这一行代码表示的含义：数组对象创建了，但是数组中没有任何数据。
        //String[] strs = new String[0];
        //String[] strs = {}; // 静态初始化数组，里面没东西。
        //printLength(strs);

        // 这个数组什么时候里面会有值呢？
        // 其实这个数组是留给用户的，用户可以在控制台上输入参数，这个参数自动会被转换为“String[] args”
        // 例如这样运行程序：java ArrayTest05 abc def xyz
        // 那么这个时候JVM会自动将“abc def xyz”通过空格的方式进行分离，分离完成之后，自动放到“String[] args”数组当中。
        // 所以main方法上面的String[] args数组主要是用来接收用户输入参数的。
        // 把abc def xyz 转换成字符串数组：{"abc","def","xyz"}
        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            System.out.println(args[i]);
        }

    }

    public static void printLength(String[] args){
        System.out.println(args.length); // 0
    }
}

package Array;

/*
模拟一个系统，假设这个系统要使用，必须输入用户名和密码。
 */
public class ArrayTest06 {
    // 用户名和密码输入到String[] args数组当中。
    public static void main(String[] args) {
        if(args.length != 2){
            System.out.println("使用该系统时请输入程序参数，参数中包括用户名和密码信息，例如：zhangsan 123");
            return;
        }

        // 程序执行到此处说明用户确实提供了用户名和密码。
        // 接下来你应该判断用户名和密码是否正确。
        // 取出用户名
        String username = args[0];
        // 取出密码
        String password = args[1];

        // 假设用户名是admin，密码是123的时候表示登录成功。其它一律失败。
        // 判断两个字符串是否相等，需要使用equals方法。
        //if(username.equals("admin") && password.equals("123")){
        // 这样编写是不是可以避免空指针异常。
        // 采用以下编码风格，及时username和password都是null，也不会出现空指针异常。（这是老程序员给的一条编程经验。）
        if("admin".equals(username) && "123".equals(password)){
            System.out.println("登录成功，欢迎[" + username + "]回来");
            System.out.println("您可以继续使用该系统....");
        }else{
            System.out.println("验证失败，用户名不存在或者密码错误！");
        }
    }
}

注意要在这里输入变量

6.一维数组的深入，数组中存储的类型为：引用数据类型

package Array;

/**
 * 一维数组的深入，数组中存储的类型为：引用数据类型
 * 对于数组来说，实际上只能存储java对象的“内存地址”。数组中存储的每个元素是“引用”。
 */
public class ArrayTest07 {
    public static void main(String[] args) {

        // a是一个数组
        // a[0] 是数组中的一个元素。
        // a[1] 是数组中的一个元素。
        int[] a = {100, 200, 300};
        System.out.println(a[1]);
        //a[2] = 400;

        int[] array = {1,2,3};
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            /*int temp = array[i];
            System.out.println(temp);*/
            System.out.println(array[i]);
        }

        // 创建一个Animal类型的数组
        Animal a1 = new Animal();
        Animal a2 = new Animal();
        Animal[] animals = {a1, a2};

        // 对Animal数组进行遍历
        for (int i = 0; i < animals.length; i++) {
            /*Animal a = animals[i];
            a.move();*/
            // 代码合并
            animals[i].move(); // 这个move()方法不是数组的。是数组当中Animal对象的move()方法。
        }

        // 动态初始化一个长度为2的Animal类型数组。
        Animal[] ans = new Animal[2];
        // 创建一个Animal对象，放到数组的第一个盒子中。
        ans[0] = new Animal();

        // Animal数组中只能存放Animal类型，不能存放Product类型。
        //ans[1] = new Product();

        // Animal数组中可以存放Cat类型的数据，因为Cat是一个Animal。
        // Cat是Animal的子类。
        ans[1] = new Cat();

        // 创建一个Animal类型的数组，数组当中存储Cat和Bird
        Cat c = new Cat();
        Bird b = new Bird();
        Animal[] anis = {c, b};

        //Animal[] anis = {new Cat(), new Bird()}; // 该数组中存储了两个对象的内存地址。
        for (int i = 0; i < anis.length; i++){
            // 这个取出来的可能是Cat，也可能是Bird，不过肯定是一个Animal
            // 如果调用的方法是父类中存在的方法不需要向下转型。直接使用父类型引用调用即可。
            //anis[i]
            //Animal an = anis[i];
            //an.move();

            //Animal中没有sing()方法。
            //anis[i].sing();

            // 调用子对象特有方法的话，需要向下转型！！！
            if(anis[i] instanceof Cat){
                Cat cat = (Cat)anis[i];
                cat.catchMouse();
            }else if(anis[i] instanceof Bird){
                Bird bird = (Bird)anis[i];
                bird.sing();
            }
        }

    }
}

class Animal{
    public void move(){
        System.out.println("Animal move...");
    }
}

// 商品类
class Product{

}

// Cat是子类
class Cat extends Animal {
    public void move(){
        System.out.println("猫在走猫步！");
    }
    // 特有方法
    public void catchMouse(){
        System.out.println("猫抓老鼠！");
    }
}

// Bird子类
class Bird extends Animal {
    public void move(){
        System.out.println("Bird Fly!!!");
    }
    // 特有的方法
    public void sing(){
        System.out.println("鸟儿在歌唱！！！");
    }
}

7.关于一维数组的扩容。

package Array;

/**
 * 关于一维数组的扩容。
 * 在java开发中，数组长度一旦确定不可变，那么数组满了怎么办？
 *      数组满了，需要扩容。
 *      java中对数组的扩容是：
 *          先新建一个大容量的数组，然后将小容量数组中的数据一个一个拷贝到大数组当中。
 *
 * 结论：数组扩容效率较低。因为涉及到拷贝的问题。所以在以后的开发中请注意：尽可能少的进行数组的拷贝。
 * 可以在创建数组对象的时候预估计以下多长合适，最好预估准确，这样可以减少数组的扩容次数。提高效率。
 */
public class ArrayTest08 {
    public static void main(String[] args) {
        // java中的数组是怎么进行拷贝的呢？
        //System.arraycopy(5个参数);

        // 拷贝源（从这个数组中拷贝）
        int[] src = {1, 11, 22, 3, 4};

        // 拷贝目标（拷贝到这个目标数组上）
        int[] dest = new int[20]; // 动态初始化一个长度为20的数组，每一个元素默认值0

        // 调用JDK System类中的arraycopy方法，来完成数组的拷贝
        //System.arraycopy(src, 1, dest, 3, 2);

        // 遍历目标数组
        /*
        for (int i = 0; i < dest.length; i++) {
            System.out.println(dest[i]); // 0 0 0 11 22 ... 0
        }
         */

        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length);
        for (int i = 0; i < dest.length; i++) {
            System.out.println(dest[i]);
        }

        // 数组中如果存储的元素是引用，可以拷贝吗？当然可以。
        String[] strs = {"hello", "world!", "study", "java", "oracle", "mysql", "jdbc"};
        String[] newStrs = new String[20];
        System.arraycopy(strs, 0, newStrs, 0, strs.length);
        for (int i = 0; i < newStrs.length; i++) {
            System.out.println(newStrs[i]);
        }

        System.out.println("================================");
        Object[] objs = {new Object(), new Object(), new Object()};
        Object[] newObjs = new Object[5];
        // 思考一下：这里拷贝的时候是拷贝对象，还是拷贝对象的地址。（地址。）
        System.arraycopy(objs, 0, newObjs, 0, objs.length);
        for (int i = 0; i < newObjs.length; i++) {
            System.out.println(newObjs[i]);
        }
    }
}