Java之 函数（五）

第一部分 : IDEA开发工具

1.数组

1.1 数组介绍

​ 数组就是存储数据长度固定的容器，存储多个数据的数据类型要一致。

1.2 数组的定义格式

1.2.1 第一种格式

​ 数据类型[] 数组名

​ 示例：

int[] arr;
double[] arr;
char[] arr;

1.2.2 第二种格式

​ 数据类型 数组名[]

​ 示例：

int arr[];
double arr[];
char arr[];

1.3 数组的动态初始化

1.3.1 什么是动态初始化

​ 数组动态初始化就是只给定数组的长度，由系统给出默认初始化值

1.3.2 动态初始化格式

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];

int[] arr = new int[3];

1.3.3 动态初始化格式详解

• 等号左边：

  • int:数组的数据类型

  • []:代表这是一个数组

  • arr:代表数组的名称

• 等号右边：

  • new:为数组开辟内存空间
  • int:数组的数据类型
  • []:代表这是一个数组
  • 5:代表数组的长度

代码 :

package com.itheima.array;
public class Demo2Array {
    /*
        数组的动态初始化:
                        在初始化的时候, 需要手动指定数组的长度, 系统会为数组容器分配初始值.
        动态初始化格式:
                        数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
        注意:
                        打印数组变量的时候, 会打印出数组的内存地址
        [I@10f87f48 :
                        @ : 分隔符
                        [ : 当前的空间是一个数组类型
                        I : 当前数组容器中所存储的数据类型
                        10f87f48 : 十六进制内存地址
                                0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组的长度];
        // 通过new关键字创建了一个int类型的数组容器, 该容器可以存储5个int类型的整数, 该容器被arr数组变量所记录
        int[] arr = new int[5];
        // [I@10f87f48
        System.out.println(arr);
        byte[] bArr = new byte[3];
        // [B@b4c966a
        System.out.println(bArr);
    }
}

1.4 数组元素访问

1.4.1 什么是索引

​ 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。

1.4.2访问数组元素格式

数组名[索引];

1.4.3示例代码

package com.itheima.array;
public class Demo3ArrayIndex {
    /*
        数组动态初始化:
                初始化的时候, 手动指定数组长度, 系统会为数组容器分配初始值.
        数组的元素访问格式:
                数组名[索引]
                索引: 数组中数据的编号方式, 编号从0开始
                作用: 访问数组容器中的空间位置
        注意:
                数组在创建完毕后, 即使没有赋值, 也可以取出, 但取出的元素都是默认初始化值.
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[3];         // 0 1 2
        System.out.println(arr);        // 数组的内存地址  [I@10f87f48
        // 数组名[索引]  访问数组容器中的空间位置
        System.out.println(arr[0]);     // 0  系统自动分配的默认初始化值
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
        System.out.println("--------------");
        // 数组名[索引]
        arr[0] = 11;
        arr[1] = 22;
        arr[2] = 33;
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
    }
}

1.5 内存分配

1.5.1 内存概述

​ 内存是计算机中的重要原件，临时存储区域，作用是运行程序。

​ 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。

1.5.2 java中的内存分配

• 目前我们只需要记住两个内存，分别是：栈内存和堆内存

区域名称	作用
寄存器	给CPU使用，和我们开发无关。
本地方法栈	JVM在使用操作系统功能的时候使用，和我们开发无关。
方法区	存储可以运行的class文件。
堆内存	存储对象或者数组，new来创建的，都存储在堆内存。
方法栈	方法运行时使用的内存，比如main方法运行，进入方法栈中执行。

1.6 Java内存分配-一个数组内存图

1.7 两个数组内存图

1.8 多个数组指向相同内存图

1.9 数组的静态初始化

1.9.1 什么是静态初始化

​ 在创建数组时，直接将元素确定

1.9.2 静态初始化格式

• 完整版格式

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

• 简化版格式

  数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,...};
  

1.9.3示例代码

package com.itheima.array2;
public class Demo1Array {
    /*
        数组静态初始化 : 初始化时指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度
        完整格式:
                    数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
        简化格式:
                    数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{数据1,数据2,数据3...};
        int[] arr = new int[]{11,22,33};
        System.out.println(arr[0]);
        System.out.println(arr[1]);
        System.out.println(arr[2]);
        // 数据类型[] 数组名 = {数据1,数据2,数据3...};
        int[] arr2 = {44,55,66};
        System.out.println(arr2);
        System.out.println(arr2[0]);
        System.out.println(arr2[1]);
        System.out.println(arr2[2]);
    }
}

1.10 数组操作的两个常见问题

1.10.1 索引越界异常

• 出现原因

  public class ArrayDemo {
      public static void main(String[] args) {
          int[] arr = new int[3];
          System.out.println(arr[3]);
      }
  }
  

  数组长度为3，索引范围是0~2，但是我们却访问了一个3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。

• 解决方案

  将错误的索引修改为正确的索引范围即可！

1.10.2 空指针异常

• 出现原因

  public class ArrayDemo {
      public static void main(String[] args) {
          int[] arr = new int[3];
          //把null赋值给数组
          arr = null;
          System.out.println(arr[0]);
      }
  }
  

  arr = null 这行代码，意味着变量arr将不会在保存数组的内存地址，也就不允许再操作数组了，因此运行的时候会抛出 NullPointerException 空指针异常。在开发中，空指针异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。

• 解决方案

  给数组一个真正的堆内存空间引用即可！

1.11 数组遍历

• 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。

  public class ArrayTest01 {
  	public static void main(String[] args) {
  		int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
  		System.out.println(arr[0]);
  		System.out.println(arr[1]);
  		System.out.println(arr[2]);
  		System.out.println(arr[3]);
  		System.out.println(arr[4]);
  	}
  }
  

  以上代码是可以将数组中每个元素全部遍历出来，但是如果数组元素非常多，这种写法肯定不行，因此我们需要改造成循环的写法。数组的索引是 0 到 lenght-1 ，可以作为循环的条件出现。

  public class ArrayTest01 {
      public static void main(String[] args) {
          //定义数组
          int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};
          //使用通用的遍历格式
          for(int x=0; x<arr.length; x++) {
              System.out.println(arr[x]);
          }
      }
  }
  

1.12 数组获取最大值

• 最大值获取：从数组的所有元素中找出最大值。

• 实现思路：

  • 定义变量，保存数组0索引上的元素
  • 遍历数组，获取出数组中的每个元素
  • 将遍历到的元素和保存数组0索引上值的变量进行比较
  • 如果数组元素的值大于了变量的值，变量记录住新的值
  • 数组循环遍历结束，变量保存的就是数组中的最大值

• 代码实现：

  package com.itheima.test;
  import java.util.Scanner;
  public class Test2Array {
      /*
          需求: 从数组中查找最大值
                  int[] arr = {12,45,98,73,60};
          实现步骤:
                  1. 假设数组中的第一个元素为最大值
                  2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较
                  3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值
                  4. 循环结束后, 打印最大值.
       */
      public static void main(String[] args) {
          int[] arr = {12,45,98,73,60};
          // 1. 假设数组中的第一个元素为最大值
          int max = arr[0];
          // 2. 遍历数组, 获取每一个元素, 准备进行比较
          for(int i = 1; i < arr.length; i++){
              // 3. 如果比较的过程中, 出现了比max更大的, 让max记录更大的值
              if(arr[i] > max){
                  max = arr[i];
              }
          }
          //  4. 循环结束后, 打印最大值.
          System.out.println("max:" + max);
      }
  }
  

1.13 数组元素求和

• 需求：键盘录入5个整数，存储到数组中，并对数组求和

• 思路：
  
  1.创建键盘录入对象，准备键盘录入
  
  2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果
  
  3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值
  
  4.将键盘录入的数值存储到数组中
  
  5.遍历数组，取出每一个元素，并求和
  
  6.输出总和

• 代码实现：

  package com.itheima.test;
  import java.util.Scanner;
  public class Test3Array {
      /*
          需求：键盘录入5个整数，存储到数组中，并对数组求和
          思路：
              1.创建键盘录入对象，准备键盘录入
              2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果
              3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值
              4.将键盘录入的数值存储到数组中
              5.遍历数组，取出每一个元素，并求和
              6.输出总和
       */
      public static void main(String[] args) {
          // 1.创建键盘录入对象，准备键盘录入
          Scanner sc = new Scanner(System.in);
          // 2.定义一个求和变量，准备记录累加后的结果
          int sum = 0;
          // 3.动态初始化一个长度为5的int数组，准备存储键盘录入的数值
          int[] arr = new int[5];
          // 4.将键盘录入的数值存储到数组中
          for(int i = 0; i < arr.length; i++){
              System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个整数:");
              //arr[i] = 10;
              arr[i] = sc.nextInt();
          }
          // 5.遍历数组，取出每一个元素，并求和
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              sum += arr[i];
          }
          // 6.输出总和
          System.out.println("sum:" + sum);
      }
  }
  

1.14 数组基本查找【应用】

• 需求：
  
  已知一个数组 arr = {19, 28, 37, 46, 50}; 键盘录入一个数据，查找该数据在数组中的索引，并在控
  
  制台输出找到的索引值。

• 思路：
  
  1.定义一个数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
  
  2.键盘录入要查找的数据，用一个变量接收
  
  3.定义一个索引变量，初始值为-1
  
  4.遍历数组，获取到数组中的每一个元素
  
  5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较，如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
  
  6.输出索引变量

• 代码实现：

  public static void main(String[] args) {
          // 1.定义一个数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
          int[] arr = {19, 28, 37, 46, 50};
          // 2.键盘录入要查找的数据，用一个变量接收
          Scanner sc = new Scanner(System.in);
          System.out.println("请输入您要查找的元素:");
          int num = sc.nextInt();
          // 3.定义一个索引变量，初始值为-1
          // 假设要查找的数据, 在数组中就是不存在的
          int index = -1;
          // 4.遍历数组，获取到数组中的每一个元素
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              // 5.拿键盘录入的数据和数组中的每一个元素进行比较，如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
              if(num == arr[i]){
                  // 如果值相同，就把该值对应的索引赋值给索引变量，并结束循环
                  index = i;
                  break;
              }
          }
          //  6.输出索引变量
          System.out.println(index);
      }
  }
  

1.15 评委打分【应用】

• 需求：在编程竞赛中，有6个评委为参赛的选手打分，分数为0-100的整数分。
  
  选手的最后得分为：去掉一个最高分和一个最低分后 的4个评委平均值 (不考虑小数部分)。

• 思路：
  
  1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6
  
  2.键盘录入评委分数
  
  3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环
  
  4.求出数组最大值
  
  5.求出数组最小值
  
  6.求出数组总和
  
  7.按照计算规则进行计算得到平均分
  
  8.输出平均分

• 代码实现：

      public static void main(String[] args) {
          // 1.定义一个数组，用动态初始化完成数组元素的初始化，长度为6
          int[] arr = new int[6];
          // 2.键盘录入评委分数
          Scanner sc = new Scanner(System.in);
          //  3.由于是6个评委打分，所以，接收评委分数的操作，用循环
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              System.out.println("请输入第" + (i+1) + "个评委的打分:");
              int score = sc.nextInt();
              if(score >= 0 && score <= 100){
                  // 合法的分值
                  arr[i] = score;
              }else{
                  // 非法的分值
                  System.out.println("您的打分输入有误, 请检查是否是0-100之间的");
                  i--;
              }
          }
          // 4.求出数组最大值
          int max = arr[0];
          for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
              if(max < arr[i]){
                  max = arr[i];
              }
          }
          // 5.求出数组最小值
          int min = arr[0];
          for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
              if(min > arr[i]){
                  min = arr[i];
              }
          }
          // 6.求出数组总和
          int sum = 0;
          for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
              sum += arr[i];
          }
          // 7.按照计算规则进行计算得到平均分
          int avg = (sum - max - min ) / 4;
          // 8.输出平均分
          System.out.println(avg);
      }
  }