小白Java笔记——深入数组

前言：前面说过数组是一个引用数据类型，数组引用变量只是一个引用，数组元素和数组变量是分开存放的。正如定义数组的时候，只是定义一个引用变量，还需要再初始化。

一、内存中的数组

• 数组引用变量（就是一开始定义的）只是一个引用，它可以指向任何有效的内存（只要你给他初始化，说明它需要指向哪里）。换句话说，只有引用变量指向有效的内存空间，才可以通过该数组变量来访问数组元素（也就是内存里的内容）。
• 与所有引用变量相同的是，引用变量是访问真是对象的根本方式（如果想访问数组本身，只能通过这个数组的引用变量来访问它）。

• 关于数组的储存：实际的数组对像储存在堆（heap）内存中；如果引用该数组对象的数组引用变量是一个局部变量，则存储在栈（stack）内存中,如图：
  
  也就是如果要访问图中的数组P，就只能通过P[index]的形式实现。

• 关于堆内存和栈内存详情看https://www.cnblogs.com/SaraMoring/p/5687466.html
  简单理解看下面：

关于栈内存和堆内存：
栈内存：用于一些基本类型的变量数据和对象的引用变量的存储；
堆内存：存放由new创建的对象和数组。
1 . 栈内存：当一个方法执行，每个方法都会建立自己的内存栈，在这个方法内定义的变量将会逐个放入这块内存栈中，随着方法的执行结束，这个内存栈也将自然销毁。也就是所有方法中定义的局部变量都放在栈内存中；
2 . 堆内存：在程序中创建一个对象时，将被保存在运行时数据区中，也就是堆内存中。堆内存中的对象不会随着方法的的结束而销毁，因为即使方法结束，该对象还可能会被另一个引用变量应用（方法的参数传递常见）。只有当这个对象没有被任何引用变量引用时，系统的垃圾回收才会在适合的时候回收它。

• 由堆内存可以知道，如果想让垃圾回收机制回收一个数组所占的内存空间，可以将数组的变量赋值为null,也就切断了数组引用变量和实际数组之间的联系。
• 只要类型相互兼容，就可以让一个数组变量指向另一个实际的数组，会让人产生数组的长度可变的错觉。

public class ArrayInRam{  public static void main(String[] args){   //静态   int[] a = {5,7,20};   //动态   int[] b = new int[4];   System.out.println("b长度是："+ b.length);   for(int i=0,len=a.length;i<len;i++){     System.out.println(a[i]);}   for(int i = 0,len = b.length;i<len;i++){     System.out.println(b[i]); }   //因为a,b都是int[]类型，所以可以将a的值赋给b；   //也就是让b引用指向a引用引用指向的数组   b = a;   System.out.println("b的长度："+ b.length);}}

结果：

b长度是：457200000b的长度：3

示意图：

• 看待数组，一定要看成两部分：一个是定义的数组引用变量（例子中的a,b）；另一个实际的数组对象（int[]），这一部分是在堆内存运行，通常无法直接使用，只能通过引用变量访问。

二、基本类型数组的初始化

int[] iArr;iArr = new int[4];for(int i = 0 ; i <iArr.length ; i++){ iArr[i] = i + 10;}

过程图：

可以看到定义时，引用变量iArr并没有指向堆内存，因为没有初始化；


上图每个数组元素直接储存在对应的内存中，也就是说操作基本类型数组的数组元素时，实际上相当于操作基本类型的变量。

三、引用类型数组的初始化

• 引用类型数组的元素是引用，每个数组元素里存储的是引用，它指向另一块内存，这个内存里存储了有效数据。

//首先定义一个Person类（所有类都是引用类型，person类想当一个模子）class Person{ public int age; public double height; //注意（） public void info(){   System.out.println("我的年龄："+age+"我的身高："+height);}}//下面将定义一个Person[]数组，只不过这个数组引用变量名字不是Person，而是student，并为这个数组的每个元素指定值（这个值就是实例化的Person）public class ReferenceArrayTest{ public static void main(String[] args){  //定义一个student数组变量，类型是Person[]  Person[] students;  students = new Person[2];  //创建person实例，并将这个实例赋给zhang变量  Person zhang = new Person();  zhang.age = 15;  zhang.height = 158;  //创建person实例，并将这个实例赋给lee变量  Person lee = new Person();  lee.age = 23;  lee.height = 180;  //下面开始将zhang、lee的值赋给数组元素  students[0] = zhang;  students[1] = lee;  //下面两行代码结果一样  lee.info();  students[1].info();}}

结果：

我的年龄：23我的身高：180.0我的年龄：23我的身高：180.0

过程图：

• 由图可以看出，最后两行代码结果一样，因为zhang和students[1]变量引用指向同一个内存区。如果修改students[1]所指向的person实例的实例变量，或者是zhang的，所修改的都是同一个内存变量，都会互相影响。

四、没有多维数组

java语言支持多维数组的语法，但如果从数组底层的运行机制来看——没有多维数组；Java语言里数组类型是引用类型，所以数组变量是一个引用，如果数组元素也是引用，指向真实内存，这种形式看起来像多维数组。

public class TwoDimesionTest{ public static void main(String[] args){  //定义一个二维数组，可以看成类型为int[]的一维数组  int[][] a;  //把a当成一维数组，初始化长度是4  //a数组元素又是引用类型，也就相当于4个一维数组  a = new int[4][];  //当成一维数组，遍历  for(int i = 0 , len = a.length; i < len ; i++)   {     System.out.println(a[i]);  }   //初始化数组第一个元素   //理解：上面只是动态初始化了整个a数组  a[0] = new int[2];  //访问第一个元素所指的第二个元素  a[0][1] = 6;   for(int i = 0 , len = a[0].length; i < len ; i++)   {     System.out.println(a[0][i]);  }}}

结果：

nullnullnullnull06

过程图：

注意：图中a[0]的元素，不能再指向另一个数组。因为Java是强类型语言，前面已经定义了数组元素是int[]类型，所以a[0]中的数组元素只能是int类型。
想实现无限扩展的数组，可以定义一个Object[]类型的数组。

//一、动态初始化另一种写法：同时初始化二维数组的两个维数int[][] b = new int[3][4];//二、静态方法来初始化，指定多个一维数组作为二维数组的初始化值String[][] str1 = new String[]{new String[3],new String[]{"Hello!"}};//更简化String[][] str2 = {new String[3],new String[]{"Hello!"}};

五、Java 8增强的工具类：Arrays
Java提供Arrays类里包含一些static修饰的方法可以直接操作数组，包含如下几个static修饰方法（通过类名调用）：

• int binarySearch（type[] a,type key）:用二分法查询key元素值在数组a的索引；如果不包含key