java-数组（以及jvm的内存分布）

文章目录

数组的基本概念
数组的使用
- 数组中元素的访问
- - 遍历打印数组
数组是引用类型
认识null

数组的基本概念

数组可以看作是一种类型的集合我们在内存空间上开辟出一段连续的空间这段空间存入我们需要存入的相同类型的数据就像我们一些学校的宿舍，这些宿舍中的床位都是连续的紧挨着的，并且一个宿舍规定了只能住男生或者女生。

数组的作用

数组的作用是什么呢？这里我们可以想一下我们现在在编写代码的时候会说输入一个整数或者浮点数之类的，但是一些数据如果比较大呢？就比如说做一个学校学生的统计我们难道要手动的去创建上千个变量并且保证这些变量名不相同吗？很显然那是不现实的。但是我们可以通过相同的规律比如说成绩一般都是浮点数，我们可以创建一个集合将成绩全部放进去。

数组的创建以及初始化

数组的创建

数组是如何创建的呢？他的格式如下

java 复制代码

int[] name=new int[size];
//int[] 是数组的类型名
//name是数组类型变量的变量名称
//size指的是该数组的大小。

有c语言基础的同学会看到c语言是怎么定义数组的呢？如下所示

c 复制代码

int num[size];

很容易我们就能看出来他们的不同，其实java这种其实是更好理解的，因为c语言我们可以看到int[] 是类型名但是却在num的后面看着就有些不舒服。那么上面是整形数组的创建其他的类型呢？其实是一样的。

java 复制代码

int[] array1 = new int[10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
double[] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组
String[] array3 = new double[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组

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

java 复制代码

int[] array = new int[10];

静态初始化：在创建数组的时候不直接指定数组中元素的个数而是直接对内容进行初始化。

java 复制代码

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[]{"hell", "Java", "!!!"};

· 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[]

java 复制代码

// 注意：虽然省去了new T[], 但是编译器编译代码时还是会还原
int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double[] array2 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
String[] array3 = {"hell", "Java", "!!!"};

如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值

如果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，比如：

数组的使用

数组中元素的访问

数组中元素的访问是按照下标进行访问的。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。比如：

java 复制代码

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]);

【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
下标从0开始，介于[0, N）之间不包含N，N为元素个数，不能越界，否则会报出下标越界异常。

java 复制代码

int[] array = {1, 2, 3};
System.out.println(array[3]); // 数组中只有3个元素，下标一次为：0 1 2，array[3]下标越界
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
at Test.main(Test.java:4)

抛出了 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 异常. 使用数组一定要下标谨防越界.

遍历打印数组

根据上面的介绍我们目前可以想到的一种方式就是根据下标进行遍历打印那么还有没有别的呢?有的

java 复制代码

int[] array = {1, 2, 3};
for (int x : array) {
System.out.println(x);
}

像上面的那种是利用foreach进行遍历打印

数组是引用类型

初始jvm的内存分布

内存是一段连续的存储空间，主要用来存储程序运行时数据的。比如：

程序运行时代码需要加载到内存

程序运行产生的中间数据要存放在内存

程序中的常量也要保存

有些数据可能需要长时间存储，而有些数据当方法运行结束后就要被销毁
如果对内存中存储的数据不加区分的随意存储，那对内存管理起来将会非常麻烦。

因此jvm对内存进行了划分

方法区：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
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。
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
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。
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

基本类型变量和引用类型变量的区别

基本数据类型创建的变量，称为基本变量，该变量空间中直接存放的是其所对应的值；

而引用数据类型创建的变量，一般称为对象的引用，其空间中存储的是对象所在空间的地址。

java 复制代码

public static void func() {
int a = 10;
int b = 20;
int[] arr = new int[]{1,2,3};
}

在上述代码中，a、b、arr，都是函数内部的变量，因此其空间都在main方法对应的栈帧中分配。

a、b是内置类型的变量，因此其空间中保存的就是给该变量初始化的值。

array是数组类型的引用变量，其内部保存的内容可以简单理解成是数组在堆空间中的首地址。

从上图可以看到，引用变量并不直接存储对象本身，可以简单理解成存储的是对象在堆中空间的起始地址。通过该地址，引用变量便可以去操作对象。有点类似C语言中的指针，但是Java中引用要比指针的操作更简单。

引用变量

java 复制代码

public static void func() {
int[] array1 = new int[3];
array1[0] = 10;
array1[1] = 20;
array1[2] = 30;
int[] array2 = new int[]{1,2,3,4,5};
array2[0] = 100;
array2[1] = 200;
array1 = array2;
array1[2] = 300;
array1[3] = 400;
array2[4] = 500;
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
System.out.println(array2[i]);
}
}

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.

java 复制代码

int[] arr = null;
System.out.println(arr[0]);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Test.main(Test.java:6)

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

注意: Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联.