Java数组和内存管理

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数组定义和访问

1.数组定义

数组定义方法有三种：

  • 数组存储的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];

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    int[] arr = new int[3];

  • 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3…};

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

  • 数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3…};

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

2.数组的访问

  • 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。

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

  • 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 。

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    public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
    //打印数组的属性，输出结果是5
    System.out.println(arr.length);
    }

数组原理内存图

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。

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。

JVM的内存划分：

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。

3.数组在内存中的存储

3.1 一个数组内存图

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

以上方法执行，输出的结果是[I@5f150435，这个是什么呢？是数组在内存中的地址。new出来的内容，都是在堆内存中存储的，而方法中的变量arr保存的是数组的地址。
输出arr[0]，就会输出arr保存的内存地址中数组中0索引上的元素

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3.2 两个数组内存图

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

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3.3 两个变量指向一个数组

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

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数组的常见操作

1.数组越界异常

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

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。

2.数组空指针异常

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public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,3};
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，数组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。

数组作为方法参数和返回值

1.数组作为方法参数

以前的方法中我们学习了方法的参数和返回值，但是使用的都是基本数据类型。那么作为引用类型的数组能否作为方法的参数进行传递呢，当然是可以的。
数组作为方法参数传递，传递的参数是数组内存的地址。

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public static void main(String[] args) {
int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 };
//调用方法，传递数组
printArray(arr);
}
/*
创建方法，方法接收数组类型的参数
进行数组的遍历
*/
public static void printArray(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}

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2.数组作为方法返回值

数组作为方法的返回值，返回的是数组的内存地址

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public static void main(String[] args) {
//调用方法，接收数组的返回值
//接收到的是数组的内存地址
int[] arr = getArray();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
/*
创建方法，返回值是数组类型
return返回数组的地址
*/
public static int[] getArray() {
int[] arr = { 1, 3, 5, 7, 9 };
//返回数组的地址，返回到调用者
return arr;
}

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3.方法的参数类型区别

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public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,3,5};
System.out.println(arr[0]);
change(arr);
System.out.println(arr[0]);
}
public static void change(int[] arr) {
arr[0] = 200;
}

方法的参数为基本类型时,传递的是数据值. 方法的参数为引用类型时,传递的是地址值.

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