一.数组的定义

1.什么是数组

可以看成是相同类型元素的一个集合。在内存中是一段连续的空间。他的特点有以下几点：

1. 数组中存放的元素其类型相同
2. 数组的空间是连在一起的
3. 每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标。

二.数组的创建及其初始化

2.1数组的创建

T[] 数组名 = new T[N];

备注：T：表示数组中存放元素的类型

           T[]：表示数组的类型

           N：表示数组的长度

2.2数组的初始化

数组的初始化主要分为动态初始化以及静态初始化。

动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

int[] array = new int[10];

静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定

T[] 数组名称 = {data1, data2, data3, ..., datan}; 

int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};

String[] array3 = new String[]{"hello", "Java", "!!!"};

【注意事项】
静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据{}中元素个数来确定数组的长度。

静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。

静态初始化可以简写，省去后面的new T[]。

静态和动态初始化也可以分为两步，但是省略格式不可以。

int[] array1;
array1 = new int[10];
int[] array2;
array2 = new int[]{10, 20, 30};
// 注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败
// int[] array3;
// array3 = {1, 2, 3};

2.3数组的默认值

如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值。数组中存储元素类型为基类类型，默认值为基类类型对应的默认值,表格如下：

三.数组的存储原理

3.1如何访问数组

数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从0开始的，依次递增，该编号称为数组的下标，数组可以通过 下标访问其任意位置的元素

【注意事项】 数组是一段连续的内存空间，因此支持随机访问，即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素

int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};

System.out.println(array[0]);

System.out.println(array[1]);

System.out.println(array[2]);

System.out.println(array[3]);

System.out.println(array[4]);

// 也可以通过[]对数组中的元素进行修改

array[0] = 100;

System.out.println(array[0]);

在访问时不能超出数组的范围，否则会出现数组越界

3.2JVM的内存分布

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): 与方法调用相关的一些信息，每个方法在执行时，都会先创建一个栈帧，栈帧中包含 有：局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址以及其他的一些信息，保存的都是与方法执行时相关的一 些信息。比如：局部变量。当方法运行结束后，栈帧就被销毁了，即栈帧中保存的数据也被销毁了。 

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} )，堆是随着程序开始运行时而创建，随着程序的退出而销毁，堆中的数据只要还有在使用，就不会被销毁。

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

3.3数组如何在JVM存储

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};

从上述代码和图中我们不难看出我们定义一个引用变量并不直接存储对象本身，而是存储对象在堆中的起始地址，通过此地址去访问数组.

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4,5};
arr1 = arr;

而当创建两个数组时，随便存储的值和大小是一模一样的，但在堆中开辟两块不同的空间.当执行array1 = array2时，array1所指的对象变成了array2，所以一个引用只能指向一个对象,一个对象可以被对各引用指向。

3.4认识null

null 在 Java 中表示 "空引用" , 也就是一个不指向对象的引用

int[] array= null;
System.out.println(array[0]);

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.

四.数组的使用

3.1保存数据

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

3.2作为函数的参数

3.2.1参数传基本数据类型

 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

3.2.2参数传数组类型

  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

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

五.二维数组

二维数组本质上也就是一维数组, 只不过每个元素又是一个一维数组.

基本语法

数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] { 初始化数据 };

如下代码：

int[][] arr = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};
 
for (int row = 0; row < arr.length; row++) {
    for (int col = 0; col < arr[row].length; col++) {
        System.out.printf("%d\t", arr[row][col]);
    }
    System.out.println("");
}
 
// 执行结果
1       2       3       4
5       6       7       8
9       10      11      12

二维数组的用法和一维数组并没有明显差别，我们无需过多赘述