JavaSE_第4章 数组

今日内容

  • 数组概念
  • 数组的声明和初始化
  • 数组的索引
  • 数组的长度
  • 数组的遍历
  • 数组内存
  • 数组的相关算法

学习目标

  • 理解数组作为容器的概念
  • 掌握数组的声明和初始化
  • 使用索引访问数组的元素
  • 了解数组的内存图解
  • 避免空指针和越界异常
  • 掌握数组的遍历
  • 掌握常见的数组算法

第四章 数组

4.1 容器概述

案例分析

现在需要统计某公司员工的工资情况，例如计算平均工资、找到最高工资等。假设该公司有50名员工，用前面所学的知识，程序首先需要声明50个变量来分别记住每位员工的工资，然后在进行操作，这样做会显得很麻烦，而且错误率也会很高。因此我们可以使用容器进行操作。将所有的数据全部存储到一个容器中，统一操作。

容器概念

  • 容器：是将多个数据存储到一起，每个数据称为该容器的元素。
  • 生活中的容器：水杯，衣柜，教室

4.2 数组的概念

  • 数组概念： 数组就是用于存储数据的长度固定的容器，保证多个数据的数据类型要一致。

百度百科中对数组的定义：

所谓数组(array)，就是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合，就是把有限个类型相同的变量用一个名字命名，以便统一管理他们，然后用编号区分他们，这个名字称为数组名，编号称为下标或索引(index)。组成数组的各个变量称为数组的元素(element)。数组中元素的个数称为数组的长度(length)。

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图1

数组的特点：

1、数组的长度一旦确定就不能修改

2、创建数组时会在内存中开辟一整块连续的空间。

3、存取元素的速度快，因为可以通过[下标]，直接定位到任意一个元素。

4.3 数组的声明与初始化

数组的声明：

  1. //推荐
  2. 元素的数据类型[] 一维数组的名称;
  4. //不推荐
  5. 元素的数据类型  一维数组名[];

方式一：静态初始化

  • 格式：
  1. 数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};//必须在一个语句中完成，不能分开两个语句写
  • 举例：

定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器

  1. int[] arr = {1,2,3,4,5};//正确
  3. int[] arr;
  4. arr = {1,2,3,4,5};//错误

方式二：静态初始化

  • 格式：
  1. 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
  2. 或
  3. 数据类型[] 数组名;
  4. 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
  • 举例：

定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。

  1. int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确
  3. int[] arr;
  4. arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确
  6. int[] arr = new int[5]{1,2,3,4,5};//错误的，后面有{}指定元素列表，就不需要在[长度]指定长度。

方式三：动态初始化

  • 格式：
  1.  数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度];
  3.   或
  5.  数组存储的数据类型[] 数组名字;
  6.  数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

  • 数组定义格式详解：

    • 数组存储的元素的数据类型： 创建的数组容器可以存储什么数据类型的数据。
    • 元素的类型可以是任意的Java的数据类型。例如：int, String, Student等
    • [] : 表示数组。
    • 数组名字：为定义的数组起个变量名，满足标识符规范，可以使用名字操作数组。
    • new：关键字，创建数组使用的关键字。因为数组本身是引用数据类型，所以要用new创建数组对象。
    • [长度]：数组的长度，表示数组容器中可以存储多少个元素。

    • 注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。

      • 和水杯道理相同，买了一个2升的水杯，总容量就是2升，不能多也不能少。
  • 举例：

定义可以存储5个整数的数组容器，代码如下：

  1. int[] arr = new int[5];
  3. int[] arr;
  4. arr = new int[5];

思考：用这种方式初始化的数组，元素有值吗？

4.4 数组元素的访问

  • 索引： 每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。
  • 索引范围：[0, 数组的长度-1]
  • 格式：
  1. 数组名[索引]

  • 索引访问数组中的元素：

    • 数组名[索引]=数值，为数组中的元素赋值
    • 变量=数组名[索引]，获取出数组中的元素
  1. public static void main(String[] args) {
  2.     //定义存储int类型数组，赋值元素1，2，3，4，5
  3.     int[] arr = {1,2,3,4,5};
  4.     //为0索引元素赋值为6
  5.     arr[0] = 6;
  6.     //获取数组0索引上的元素
  7.     int i = arr[0];
  8.     System.out.println(i);
  9.     //直接输出数组0索引元素
  10.     System.out.println(arr[0]);
  11. }

4.5 数组的遍历

  • 数组的长度属性： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为：数组名.length ，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为数组名.length-1。
  • 数组遍历： 就是将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。
  1. public static void main(String[] args) {
  2.       int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
  3.       //打印数组的属性，输出结果是5
  4.       System.out.println("数组的长度：" + arr.length);
  6.     //遍历输出数组中的元素
  7.     System.out.println("数组的元素有：");
  8.     for(int i=0; i<arr.length; i++){
  9.         System.out.println(arr[i]);
  10.     }
  11. }

4.6 数组元素的默认值

当我们使用动态初始化创建数组时：

  1.  数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度];

此时只确定了数组的长度，那么数组的元素是什么值呢？

数组的元素有默认值：

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图2

4.7 数组内存图

4.7.1 内存概述

内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。

Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。

4.7.2 Java虚拟机的内存划分

为了提高运算效率，就对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图3

区域名称 作用
程序计数器 程序计数器是CPU中的寄存器，它包含每一个线程下一条要执行的指令的地址
本地方法栈 当程序中调用了native的本地方法时，本地方法执行期间的内存区域
方法区 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。
堆内存 存储对象（包括数组对象），new来创建的，都存储在堆内存。
虚拟机栈 用于存储正在执行的每个Java方法的局部变量表等。局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型、对象引用，方法执行完，自动释放。

4.7.3 数组在内存中的存储

1、一个数组内存图

  1. public static void main(String[] args) {
  2.       int[] arr = new int[3];
  3.       System.out.println(arr);//[I@5f150435
  4. }

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图4

思考：打印arr为什么是[I@5f150435，它是数组的地址吗？

答：它不是数组的地址。

问？不是说arr中存储的是数组对象的首地址吗？

答：arr中存储的是数组的首地址，但是因为数组是引用数据类型，打印arr时，会自动调用arr数组对象的toString()方法，默认该方法实现的是对象类型名@该对象的hashCode()值的十六进制值。

问？对象的hashCode值是否就是对象内存地址？

答：不一定，因为这个和不同品牌的JVM产品的具体实现有关。例如：Oracle的OpenJDK中给出了5种实现，其中有一种是直接返回对象的内存地址，但是OpenJDK默认没有选择这种方式。

2、数组下标为什么是0开始

因为第一个元素距离数组首地址间隔0个单元。

3、两个数组内存图

  1. public static void main(String[] args) {
  2.     int[] arr = new int[3];
  3.     int[] arr2 = new int[2];
  4.     System.out.println(arr);
  5.     System.out.println(arr2);
  6. }

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图5

4、两个变量指向一个数组

  1. public static void main(String[] args) {
  2.     // 定义数组，存储3个元素
  3.     int[] arr = new int[3];
  4.     //数组索引进行赋值
  5.     arr[0] = 5;
  6.     arr[1] = 6;
  7.     arr[2] = 7;
  8.     //输出3个索引上的元素值
  9.     System.out.println(arr[0]);
  10.     System.out.println(arr[1]);
  11.     System.out.println(arr[2]);
  12.     //定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2
  13.     int[] arr2 = arr;
  14.     arr2[1] = 9;
  15.     System.out.println(arr[1]);
  16. }

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图6

4.8 数组的练习题

1、练习1：用一个数组存储26个小写英文字母，并遍历显示，显示要求如：a->A

2、练习2：用一个数组存储本组学员的年龄，从键盘输入，并遍历显示

3、练习3：用一个数组存储本组4个学员的姓名，从键盘输入，并遍历显示

4、练习4：用数组存储一个星期的7个英文单词，然后从键盘输入星期的值[1-7]，输出对应的英文单词

  1.    Monday  Tuesday  Wednesday Thursday Friday Saturday  Sunday

4.9 数组的常见算法

4.9.1 数组统计：求总和、均值、统计偶数个数等

思路：遍历数组，挨个的累加，判断每一个元素

示例代码：

  1. int[] arr = {4,5,6,1,9};
  2. //求总和、均值
  3. int sum = 0;//因为0加上任何数都不影响结果
  4. for(int i=0; i<arr.length; i++){
  5.     sum += arr[i];
  6. }
  7. double avg = (double)sum/arr.length;

示例代码2：

  1. int[] arr = {4,5,6,1,9};
  3. //求总乘积
  4. long result = 1;//因为1乘以任何数都不影响结果
  5. for(int i=0; i<arr.length; i++){
  6.     result *= arr[i];
  7. }

示例代码3：

  1. int[] arr = {4,5,6,1,9};
  2. //统计偶数个数
  3. int even = 0;
  4. for(int i=0; i<arr.length; i++){
  5.     if(arr[i]%2==0){
  6.         even++;
  7.     }
  8. }

4.9.2 数组的顺序查找

顺序查找：挨个查看

要求：对数组元素的顺序没要求

顺序查找示例代码：

  1. //查找value第一次在数组中出现的index
  2. public static void main(String[] args){
  3.     int[] arr = {4,5,6,1,9};
  4.     int value = 1;
  5.     int index = -1;
  7.     for(int i=0; i<arr.length; i++){
  8.         if(arr[i] == value){
  9.             index = i;
  10.             break;
  11.         }
  12.     }
  14.     if(index==-1){
  15.         System.out.println(value + "不存在");
  16.     }else{
  17.         System.out.println(value + "的下标是" + index);
  18.     }
  19. }

4.9.3 数组找最值

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图7

思路：

（1）先假设第一个元素最大/最小

（2）然后用max/min与后面的元素一一比较

示例代码：

  1. int[] arr = {4,5,6,1,9};
  2. //找最大值
  3. int max = arr[0];
  4. for(int i=1; i<arr.length; i++){
  5.     if(arr[i] > max){
  6.         max = arr[i];
  7.     }
  8. }

4.9.4 数组中找最值及其下标

情况一：找最值及其第一次出现的下标

思路：

（1）先假设第一个元素最大/最小

（2）用max/min变量表示最大/小值，用max/min与后面的元素一一比较

（3）用index时刻记录目前比对的最大/小的下标

示例代码：

  1. int[] arr = {4,5,6,1,9};
  2. //找最大值
  3. int max = arr[0];
  4. int index = 0;
  5. for(int i=1; i<arr.length; i++){
  6.     if(arr[i] > max){
  7.         max = arr[i];
  8.         index = i;
  9.     }
  10. }

或

思路：

（1）先假设第一个元素最大/最小

（2）用maxIndex时刻记录目前比对的最大/小的下标，那么arr[maxIndex]就是目前的最大值

  1. int[] arr = {4,5,6,1,9};
  2. //找最大值
  3. int maxIndex = 0;
  4. for(int i=1; i<arr.length; i++){
  5.     if(arr[i] > arr[maxIndex]){
  6.         maxIndex = i;
  7.     }
  8. }
  9. System.out.println("最大值：" + arr[maxIndex]);

情况二：找最值及其所有最值的下标（即可能最大值重复）

思路：

（1）先找最大值

①假设第一个元素最大

②用max与后面的元素一一比较

（2）遍历数组，看哪些元素和最大值是一样的

示例代码：

  1. int[] arr = {4,5,6,1,9};
  2. //找最大值
  3. int max = arr[0];
  4. for(int i=1; i<arr.length; i++){
  5.     if(arr[i] > max){
  6.         max = arr[i];
  7.     }
  8. }
  10. //遍历数组，看哪些元素和最大值是一样的
  11. for(int i=0; i<arr.length; i++){
  12.     if(max == arr[i]){
  13.         System.out.print(i+"\t");
  14.     }
  15. }

4.9.5 冒泡排序

Java中的经典算法之冒泡排序（Bubble Sort）

原理：比较两个相邻的元素，将值大的元素交换至右端。

思路：依次比较相邻的两个数，将小数放到前面，大数放到后面。

  1. 即第一趟，首先比较第1个和第2个元素，将小数放到前面，大数放到后面。
  3.         然后比较第2个和第3个元素，将小数放到前面，大数放到后面。
  5.         如此继续，直到比较最后两个数，将小数放到前面，大数放到后面。
  7. 重复第一趟步骤，直至全部排序完成。
  1. 例如：冒泡：从小到大，从左到右两两比较
  2. /*
  3. {6,3,8,2,9,1}
  4.     第一轮：
  5.     第1次：arr[0]与arr[1]比较，6>3成立，就交换，{3,6,8,2,9,1}
  6.     第2次：arr[1]与arr[2]比较，6>8不成立，不交换{3,6,8,2,9,1}
  7.     第3次：arr[2]与arr[3]比较，8>2成立，就交换，{3,6,2,8,9,1}
  8.     第4次：arr[3]与arr[4]比较，8>9不成立，不交换{3,6,2,8,9,1}
  9.     第5次：arr[4]与arr[5]比较，9>1成立，就交换，{3,6,2,8,1,9}
  11.     第一轮结果：{3,6,2,8,1,9}   9已经到达正确位置，下一轮不用在参与
  13.     第二轮：
  14.     第1次：arr[0]与arr[1]比较，3>6不成立，不交换{3,6,2,8,1,9}
  15.     第2次：arr[1]与arr[2]比较，6>2成立，就交换，{3,2,6,8,1,9}
  16.     第3次：arr[2]与arr[3]比较，6>8不成立，不交换{3,2,6,8,1,9}
  17.     第4次：arr[3]与arr[4]比较，8>1成立，就交换，{3,2,6,1,8,9}
  19.     第二轮结果：{3,2,6,1,8,9}   8已经到达正确位置，下一轮不用在参与
  21.     第三轮：
  22.     第1次：arr[0]与arr[1]比较，3>2成立，就交换，{2,3,6,1,8,9}
  23.     第2次：arr[1]与arr[2]比较，3>6不成立，不交换{2,3,6,1,8,9}
  24.     第3次：arr[2]与arr[3]比较，6>1成立，就交换，{2,3,1,6,8,9}
  26.     第三轮结果：{2,3,1,6,8,9}   6已经到达正确位置，下一轮不用在参与
  28.     第四轮：
  29.     第1次：arr[0]与arr[1]比较，2>3不成立，不交换{2,3,1,6,8,9} 
  30.     第2次：arr[1]与arr[2]比较，3>1成立，就交换，{2,1,3,6,8,9} 
  32.     第四轮结果：{2,1,3,6,8,9}    3已经到达正确位置，下一轮不用在参与
  34.     第五轮
  35.     第1次：arr[0]与arr[1]比较，2>1成立，就交换，{1,2,3,6,8,9}
  37.     第五轮结果：{1,2,3,6,8,9}   2已经到达正确位置，下一轮不用在参与
  39.     剩下1，肯定是最小的了，不用比较了
  41.     6个元素，比较了5轮， n个元素需要n-1轮
  42.     每一轮比较很多次
  43. */

示例代码：

  1.     public static void main(String[] args){
  2.         int[] arr = {6,3,8,2,9,1};  //arr.length = 6
  4.         //i=1,2,3,4,5  一共5轮
  5.         for(int i=1; i<arr.length; i++){//轮数
  6.             /*
  7.             i=1，第1轮，j=0,1,2,3,4   arr[j]与arr[j+1]
  8.             i=2，第2轮，j=0,1,2,3     arr[j]与arr[j+1]
  9.             i=3，第3轮，j=0,1,2       arr[j]与arr[j+1]
  10.             i=4，第4轮，j=0,1         arr[j]与arr[j+1]
  11.             i=5，第5轮，j=0           arr[j]与arr[j+1]
  13.             j=0, j<=arr.length-1-i
  14.             */
  15.             for(int j=0; j<=arr.length-1-i; j++){
  16.                 if(arr[j] > arr[j+1]){
  17.                     int temp = arr[j];
  18.                     arr[j] = arr[j+1];
  19.                     arr[j+1] = temp;
  20.                 }
  21.             }
  22.         }
  24.         //结果
  25.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  26.             System.out.print(arr[i] + " ");
  27.         }
  28.     }

示例代码：从大到小，从右到左

  1. char[] arr = {'h','e','l','l','o','j','a','v','a'};
  2. for(int i=1; i<arr.length; i++){//外循环的次数 = 轮数 = 数组的长度-1
  3.     /*
  4.     第1轮，i=1，从右到左两两比较，arr[8]与arr[7]，arr[7]与arr[6]....arr[1]与arr[0]
  5.     第2轮，i=2，从右到左两两比较，arr[8]与arr[7]，arr[7]与arr[6]....arr[2]与arr[1]
  6.     ...
  7.     第8轮，i=8，从右到左两两比较，arr[8]与arr[7]
  8.                arr[j]与arr[j-1]
  9.     找两个关键点：（1）j的起始值：8（2）找j的终止值，依次是1,2,3,。。。8，得出j>=i
  10.     */
  11.     for(int j=8; j>=i; j--){
  12.         //从大到小，后面的元素 > 前面的元素，就交换
  13.         if(arr[j]>arr[j-1]){
  14.             int temp = arr[j];
  15.             arr[j] = arr[j-1];
  16.             arr[j-1] = temp;
  17.         }
  18.     }
  19. }

4.9.6 练习

1、随机产生10个[0,100)之间整数，统计3的倍数的个数

2、随机产生10个[0,150)之间整数，统计既是3又是5，但不是7的倍数的个数

3、随机产生10个[0,100)之间整数，统计素数的个数

4、已知本组学员有：String[] names = {“张三”,”李四”,”王五”,”赵六”,”钱七”};，从键盘输入一个学生姓名，查看他是否是本组学员

5、声明两个数组，一个存储本组学员姓名，一个存储本组学员成绩，找出最高分同学的姓名

4.10 二维数组

  • 二维数组：本质上就是元素为一维数组的一个数组。

  • 二维数组的标记：[][]

  1. int[][] arr; //arr是一个二维数组，可以看成元素是int[]一维数组类型的一个数组

二维数组也可以看成一个二维表，行*列组成的二维表，只不过这个二维表，每一行的列数还可能不同。但是每一个单元格中的元素的数据类型是一致的，例如：都是int，都是String等

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图8

4.10.1 二维数组的声明与初始化

语法格式：

  1. //推荐
  2. 元素的数据类型[][] 二维数组的名称;
  4. //不推荐
  5. 元素的数据类型  二维数组名[][];
  6. //不推荐
  7. 元素的数据类型[]  二维数组名[];

面试：

  1. int[] x, y[];
  2. //x是一维数组，y是二维数组

1、静态初始化

  1. 元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[][]{
  2.             {元素1，元素2，元素3 。。。}, 
  3.             {第二行的值列表},
  4.             ...
  5.             {第n行的值列表}
  6.         };
  8. 元素的数据类型[][] 二维数组名;
  9. 二维数组名 = new 元素的数据类型[][]{
  10.             {元素1，元素2，元素3 。。。}, 
  11.             {第二行的值列表},
  12.             ...
  13.             {第n行的值列表}
  14.         };
  16. //以下格式要求声明与静态初始化必须一起完成
  17. 元素的数据类型[][] 二维数组的名称 = {
  18.             {元素1，元素2，元素3 。。。}, 
  19.             {第二行的值列表},
  20.             ...
  21.             {第n行的值列表}
  22.         };

如果是静态初始化，右边new 数据类型[][]中不能写数字，因为行数和列数，由{}的元素个数决定

举例：

  1.     int[][] arr;
  2.     arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
  3.     arr = new int[3][3]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};//错误，静态初始化右边new 数据类型[]中不能写数字
  5.     int[][] arr = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
  7.     int[][] arr = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};//声明与初始化必须在一句完成
  1. public class Array2Demo1 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         //定义数组
  4.         int[][] arr = {{1,2,3},{4,5},{6}};
  6.         System.out.println(arr);
  7.         System.out.println(arr[0]);
  8.         System.out.println(arr[1]);
  9.         System.out.println(arr[2]);
  11.         System.out.println(arr[0][0]); //1
  12.         System.out.println(arr[1][0]); //4
  13.         System.out.println(arr[2][0]); //6
  15.         System.out.println(arr[0][1]); //2
  16.         System.out.println(arr[1][1]); //5
  17.         //越界
  18.         System.out.println(arr[2][1]); //错误
  19.     }
  20. }

2、动态初始化（规则二维表：每一行的列数是相同的）

  1. //（1）确定行数和列数
  2. 元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[m][n];
  3.     m:表示这个二维数组有多少个一维数组。或者说一共二维表有几行
  4.     n:表示每一个一维数组的元素有多少个。或者说每一行共有一个单元格
  6. //此时创建完数组，行数、列数确定，而且元素也都有默认值
  8. //（2）再为元素赋新值
  9. 二维数组名[行下标][列下标] = 值;
  1. public static void main(String[] args) {
  2.     //定义一个二维数组
  3.     int[][] arr = new int[3][2];
  5.     //定义了一个二维数组arr
  6.     //这个二维数组有3个一维数组的元素
  7.     //每一个一维数组有2个元素
  8.     //输出二维数组名称
  9.     System.out.println(arr); //地址值    [[I@175078b
  11.     //输出二维数组的第一个元素一维数组的名称
  12.     System.out.println(arr[0]); //地址值    [I@42552c
  13.     System.out.println(arr[1]); //地址值    [I@e5bbd6
  14.     System.out.println(arr[2]); //地址值    [I@8ee016
  16.     //输出二维数组的元素
  17.     System.out.println(arr[0][0]); //0
  18.     System.out.println(arr[0][1]); //0
  20.     //...
  21. }

3、动态初始化（不规则：每一行的列数可能不一样）

  1. //（1）先确定总行数
  2. 元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[总行数][];
  4. //此时只是确定了总行数，每一行里面现在是null
  6. //（2）再确定每一行的列数，创建每一行的一维数组
  7. 二维数组名[行下标] = new 元素的数据类型[该行的总列数];
  9. //此时已经new完的行的元素就有默认值了，没有new的行还是null
  11. //(3)再为元素赋值
  12. 二维数组名[行下标][列下标] = 值;
  1.     public static void main(String[] args) {
  2.         //定义数组
  3.         int[][] arr = new int[3][];
  5.         System.out.println(arr);    //[[I@175078b
  7.         System.out.println(arr[1][0]);//NullPointerException
  8.         System.out.println(arr[0]); //null
  9.         System.out.println(arr[1]); //null
  10.         System.out.println(arr[2]); //null
  12.         //动态的为每一个一维数组分配空间
  13.         arr[0] = new int[2];
  14.         arr[1] = new int[3];
  15.         arr[2] = new int[1];
  17.         System.out.println(arr[0]); //[I@42552c
  18.         System.out.println(arr[1]); //[I@e5bbd6
  19.         System.out.println(arr[2]); //[I@8ee016
  21.         System.out.println(arr[0][0]); //0
  22.         System.out.println(arr[0][1]); //0
  23.         //ArrayIndexOutOfBoundsException
  24.         //System.out.println(arr[0][2]); //错误
  26.         arr[1][0] = 100;
  27.         arr[1][2] = 200;
  28.     }

4.10.2 二维数组的相关名称及其表示方式

（1）二维数组的长度/行数：

  1. 二维数组名.length

（2）二维数组的某一行：

  1. 二维数组名[行下标]
  3. 行下标的范围：[0, 二维数组名.length-1]

（3）某一行的列数：

  1. 二维数组名[行下标].length
  3.    因为二维数组的每一行是一个一维数组

（4）某一个元素

  1. 二维数组名[行下标][列下标]

4.10.3 二维数组的遍历

  1. for(int i=0; i<二维数组名.length; i++){
  2.     for(int j=0; j<二维数组名[i].length; j++){
  3.         System.out.print(二维数组名[i][j]);
  4.     }
  5.     System.out.println();
  6. }

4.10.4 数组操作的常见异常

1 数组越界异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

  1. public static void main(String[] args) {
  2.     int[] arr = {1,2,3};
  3.     System.out.println(arr[3]);
  4. }

创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是0，1，2，没有3索引，因此我们不能访问数组中不存在的索引，程序运行后，将会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图9

2 数组空指针异常

观察一下代码，运行后会出现什么结果。

  1.     public static void main(String[] args) {
  2.         //定义数组
  3.         int[][] arr = new int[3][];
  5.         System.out.println(arr[0][0]);//NullPointerException
  6.     }

因为此时数组的每一行还未分配具体存储元素的空间，此时arr[0]是null，此时访问arr[0][0]会抛出NullPointerException 空指针异常。

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图10

空指针异常在内存图中的表现

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图11

4.10.5 二维数组练习

1、练习1

1、请使用二维数组存储如下数据，并遍历显示

1

2 2

3 3 3

4 4 4 4

5 5 5 5 5

  1.     public static void main(String[] args){
  2.         //1、声明一个二维数组，并且确定行数
  3.         //因为每一行的列数不同，这里无法直接确定列数
  4.         int[][]  arr = new int[5][];
  6.         //2、确定每一行的列数
  7.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  8.             /*
  9.             arr[0] 的列数是1
  10.             arr[1] 的列数是2
  11.             arr[2] 的列数是3
  12.             arr[3] 的列数是4
  13.             arr[4] 的列数是5
  14.             */
  15.             arr[i] = new int[i+1];
  16.         }
  18.         //3、确定元素的值
  19.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  20.             for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
  21.                 arr[i][j] = i+1;
  22.             }
  23.         }
  25.         //4、遍历显示
  26.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  27.             for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
  28.                 System.out.print(arr[i][j] + " ");
  29.             }
  30.             System.out.println();
  31.         }
  33.     }
  1.     public static void main(String[] args){
  2.         //1、声明一个二维数组，并且初始化
  3.         int[][] arr = {
  4.             {1},
  5.             {2,2},
  6.             {3,3,3},
  7.             {4,4,4,4},
  8.             {5,5,5,5,5}
  9.         };
  12.         //2、遍历显示
  13.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  14.             for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
  15.                 System.out.print(arr[i][j] + " ");
  16.             }
  17.             System.out.println();
  18.         }
  20.     }
  1.     public static void main(String[] args){
  2.         //1、声明一个二维数组，并且确定行数
  3.         //因为每一行的列数不同，这里无法直接确定列数
  4.         int[][]  arr = new int[5][];
  7.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  8.             //2、确定每一行的列数
  9.             arr[i] = new int[i+1];
  11.             //3、确定元素的值
  12.             for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
  13.                 arr[i][j] = i+1;
  15.                 System.out.print(arr[i][j] + " ");
  16.             }
  18.             System.out.println();
  19.         }
  21.     }

2、练习2

2、请使用二维数组存储如下数据，并遍历显示

1 1 1 1 1

2 2 2 2 2

3 3 3 3 3

4 4 4 4 4

  1. public static void main(String[] args){
  2.         int[][] arr = {
  3.             {1,1,1,1,1},
  4.             {2,2,2,2,2},
  5.             {3,3,3,3,3},
  6.             {4,4,4,4,4}
  7.         };
  9.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  10.             for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
  11.                 System.out.print(arr[i][j]+" ");
  12.             }
  13.             System.out.println();
  14.         }
  15.     }
  1.     public static void main(String[] args) {
  2.         //1、声明二维数组，并确定行数和列数
  3.         int[][] arr = new int[4][5];
  5.         //2、确定元素的值
  6.         for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
  7.             for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
  8.                 arr[i][j] = i + 1;
  9.             }
  10.         }
  12.         //3、遍历显示
  13.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  14.             for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
  15.                 System.out.print(arr[i][j] + " ");
  16.             }
  17.             System.out.println();
  18.         }
  19.     }

3、练习3

3、请使用二维数组存储如下数据，并遍历显示

  1.         String[][] employees = {
  2.                 {"10", "1", "段誉", "22", "3000"},
  3.                 {"13", "2", "令狐冲", "32", "18000", "15000", "2000"},
  4.                 {"11", "3", "任我行", "23", "7000"},
  5.                 {"11", "4", "张三丰", "24", "7300"},
  6.                 {"12", "5", "周芷若", "28", "10000", "5000"},
  7.                 {"11", "6", "赵敏", "22", "6800"},
  8.                 {"12", "7", "张无忌", "29", "10800","5200"},
  9.                 {"13", "8", "韦小宝", "30", "19800", "15000", "2500"},
  10.                 {"12", "9", "杨过", "26", "9800", "5500"},
  11.                 {"11", "10", "小龙女", "21", "6600"},
  12.                 {"11", "11", "郭靖", "25", "7100"},
  13.                 {"12", "12", "黄蓉", "27", "9600", "4800"}
  14.             };

其中”10”代表普通职员，”11”代表程序员，”12”代表设计师，”13”代表架构师

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图12

  1.     public static void main(String[] args) {
  2.         String[][] employees = {
  3.                 {"10", "1", "段誉", "22", "3000"},
  4.                 {"13", "2", "令狐冲", "32", "18000", "15000", "2000"},
  5.                 {"11", "3", "任我行", "23", "7000"},
  6.                 {"11", "4", "张三丰", "24", "7300"},
  7.                 {"12", "5", "周芷若", "28", "10000", "5000"},
  8.                 {"11", "6", "赵敏", "22", "6800"},
  9.                 {"12", "7", "张无忌", "29", "10800","5200"},
  10.                 {"13", "8", "韦小宝", "30", "19800", "15000", "2500"},
  11.                 {"12", "9", "杨过", "26", "9800", "5500"},
  12.                 {"11", "10", "小龙女", "21", "6600"},
  13.                 {"11", "11", "郭靖", "25", "7100"},
  14.                 {"12", "12", "黄蓉", "27", "9600", "4800"}
  15.             };
  16.         System.out.println("员工类型\t编号\t姓名\t年龄\t薪资\t奖金\t股票\t");
  17.         for (int i = 0; i < employees.length; i++) {
  18.             switch(employees[i][0]){
  19.             case "10":
  20.                 System.out.print("普通职员");
  21.                 break;
  22.             case "11":
  23.                 System.out.print("程序员");
  24.                 break;
  25.             case "12":
  26.                 System.out.print("设计师");
  27.                 break;
  28.             case "13":
  29.                 System.out.print("架构师");
  30.                 break;
  31.             }
  32.             for (int j = 1; j < employees[i].length; j++) {
  33.                 System.out.print("\t" + employees[i][j]);
  34.             }
  35.             System.out.println();
  36.         }
  37.     }

4.10.6 二维数组的内存图分析

1、示例一

  1.         int[][] arr = {
  2.             {1},
  3.             {2,2},
  4.             {3,3,3},
  5.             {4,4,4,4},
  6.             {5,5,5,5,5}
  7.         };

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图13

2、示例二

  1.         //1、声明二维数组，并确定行数和列数
  2.         int[][] arr = new int[4][5];
  4.         //2、确定元素的值
  5.         for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
  6.             for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
  7.                 arr[i][j] = i + 1;
  8.             }
  9.         }

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图14

3、示例三

  1.         //1、声明一个二维数组，并且确定行数
  2.         //因为每一行的列数不同，这里无法直接确定列数
  3.         int[][]  arr = new int[5][];
  5.         //2、确定每一行的列数
  6.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  7.             /*
  8.             arr[0] 的列数是1
  9.             arr[1] 的列数是2
  10.             arr[2] 的列数是3
  11.             arr[3] 的列数是4
  12.             arr[4] 的列数是5
  13.             */
  14.             arr[i] = new int[i+1];
  15.         }
  17.         //3、确定元素的值
  18.         for(int i=0; i<arr.length; i++){
  19.             for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
  20.                 arr[i][j] = i+1;
  21.             }
  22.         }

尚硅谷_高佳志_第4章【数组】 - 图15