A06 数组：定义、遍历、查找、排序与常见边界坑（配练习）

A06 数组：定义、遍历、查找、排序与常见边界坑

【本节目标】

学完这一篇，你应该能做到：

1）掌握数组的定义、初始化、访问与长度获取

2）会用 for / 增强 for 遍历数组，并知道两者区别

3）能实现常见需求：查找最大最小、查找某元素、统计次数、反转数组

4）理解数组的默认值、越界异常、引用类型数组的"空指针"风险

5）掌握两种排序思路：调用工具类排序 + 手写冒泡排序（理解原理）

一、数组到底是什么？（一句话讲清）

数组 = 一组"相同类型"的数据，按顺序存放在一起，用下标（index）访问。

你可以把数组理解成：

"一个固定长度的盒子排成一排，每个盒子只能放同一种类型的东西"。

数组的特点：

长度固定（创建后不能变长/变短）
下标从 0 开始
访问快（根据下标直接定位）
适合存"数量已知/不经常变化"的数据

二、数组的定义与初始化（最常用的 3 种写法）

2.1 先声明再创建

java 复制代码

int[] arr;
arr = new int[5]; // 长度为 5，默认值全是 0

2.2 声明 + 创建（常用）

java 复制代码

int[] arr = new int[5];

2.3 直接给初值（最常见）

java 复制代码

int[] arr = {10, 20, 30, 40};

提示：

new int[5] 只确定长度，值是默认值
{...} 这种写法，长度由元素个数决定

三、数组的访问与 length（最重要的两行）

数组访问：arr[index]

数组长度：arr.length

java 复制代码

int[] arr = {10, 20, 30};

System.out.println(arr[0]);      // 10
System.out.println(arr.length);  // 3

arr[1] = 99;
System.out.println(arr[1]);      // 99

四、遍历数组：for vs 增强 for（新手必会）

4.1 普通 for（最常用，能拿到下标）

java 复制代码

int[] arr = {10, 20, 30};

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    System.out.println("i=" + i + ", value=" + arr[i]);
}

4.2 增强 for（for-each，更简洁但没有下标）

java 复制代码

int[] arr = {10, 20, 30};

for (int x : arr) {
    System.out.println(x);
}

什么时候用哪一个？

需要下标、需要修改数组元素：用普通 for
只读遍历、打印、求和：增强 for 更爽

五、常见数组需求（你写业务/刷题会天天用）

5.1 求数组元素和 / 平均值

java 复制代码

int[] arr = {10, 20, 30};
int sum = 0;

for (int x : arr) {
    sum += x;
}

double avg = sum * 1.0 / arr.length;
System.out.println("sum=" + sum);
System.out.println("avg=" + avg);

5.2 找最大值 / 最小值（经典）

java 复制代码

int[] arr = {5, 1, 9, 3, 7};

int max = arr[0];
int min = arr[0];

for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
    if (arr[i] > max) max = arr[i];
    if (arr[i] < min) min = arr[i];
}

System.out.println("max=" + max);
System.out.println("min=" + min);

5.3 查找某个元素（线性查找）

java 复制代码

int[] arr = {5, 1, 9, 3, 7};
int target = 3;

int index = -1; // -1 表示没找到
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    if (arr[i] == target) {
        index = i;
        break;
    }
}

System.out.println("index=" + index);

5.4 统计出现次数

java 复制代码

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

int count = 0;
for (int x : arr) {
    if (x == target) {
        count++;
    }
}
System.out.println("count=" + count);

5.5 反转数组（双指针）

java 复制代码

int[] arr = {10, 20, 30, 40, 50};

int left = 0;
int right = arr.length - 1;

while (left < right) {
    int tmp = arr[left];
    arr[left] = arr[right];
    arr[right] = tmp;

    left++;
    right--;
}

六、数组排序：两种方式（工具类 + 手写冒泡）

6.1 方式 1：工具类排序（实际开发常用）

java 复制代码

import java.util.Arrays;

int[] arr = {5, 1, 9, 3, 7};
Arrays.sort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr));

6.2 方式 2：冒泡排序（理解排序思想）

冒泡核心：每一轮把"最大值"冒到最后。

java 复制代码

int[] arr = {5, 1, 9, 3, 7};

for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
    for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
        if (arr[j] > arr[j + 1]) {
            int tmp = arr[j];
            arr[j] = arr[j + 1];
            arr[j + 1] = tmp;
        }
    }
}

说明：

外层控制轮数（length - 1 轮）
内层每轮比较并交换相邻元素
- i 是优化：最后 i 个元素已经有序

七、数组的"默认值"与常见边界坑（高频必踩）

7.1 默认值是什么？

创建数组但不赋值时，会有默认值：

int/short/byte/long：0
double/float：0.0
char：'\u0000'（不可见字符）
boolean：false
引用类型（如 String）：null

java 复制代码

String[] names = new String[3];
System.out.println(names[0]); // null

7.2 常见坑 1：数组越界（IndexOutOfBounds）

最典型的错误：循环边界写错。

正确：i < arr.length

错误：i <= arr.length

7.3 常见坑 2：引用类型数组的空指针（NPE）

java 复制代码

String[] names = new String[3];
System.out.println(names[0].length()); // 这里会 NPE，因为 names[0] 是 null

解决思路：

使用前先判空
或者初始化数组元素

7.4 常见坑 3：数组是引用类型，传参会"影响原数组"

java 复制代码

public static void change(int[] arr) {
    arr[0] = 999;
}

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    change(arr);
    System.out.println(arr[0]); // 999
}

结论：

方法里改数组元素，会影响外面的数组（因为传的是引用的拷贝）。

八、一个小综合例子：学生成绩统计（更像真实业务）

【需求】

输入 5 个学生成绩，输出：平均分、最高分、最低分、是否有人不及格（<60）。

java 复制代码

import java.util.Scanner;

public class ScoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        int[] scores = new int[5];
        for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
            System.out.println("请输入第 " + (i + 1) + " 个成绩：");
            scores[i] = sc.nextInt();
        }

        int sum = 0;
        int max = scores[0];
        int min = scores[0];
        boolean hasFail = false;

        for (int s : scores) {
            sum += s;
            if (s > max) max = s;
            if (s < min) min = s;
            if (s < 60) hasFail = true;
        }

        double avg = sum * 1.0 / scores.length;

        System.out.println("平均分：" + avg);
        System.out.println("最高分：" + max);
        System.out.println("最低分：" + min);
        System.out.println("是否有人不及格：" + (hasFail ? "是" : "否"));
    }
}

这段代码把"数组 + 循环 + if + 三目"都串起来了，很适合作为阶段练习。

九、本节小练习（从易到难）

练习 1：给一个 int 数组，输出所有元素，并计算总和

练习 2：写一个方法 findIndex(int[] arr, int target)，返回 target 的下标（找不到返回 -1）

练习 3：写一个方法 reverse(int[] arr)，把数组原地反转

练习 4：手写冒泡排序并打印每一轮排序后的数组（用于理解过程）

练习 5（进阶）：输入 N 个整数，找出"出现次数最多的数字"（提示：先用数组做统计/或后面用 Map）

本节小结

1）数组是同类型数据的"固定长度容器"，下标从 0 开始

2）遍历用 for（有下标）或增强 for（简洁）

3）常见操作：求和、找最大最小、查找、统计、反转、排序

4）最常见 Bug：越界、空指针、修改原数组

5）工具类排序实际开发常用，冒泡排序用于理解算法思想

下一篇预告（A07）

《A07 方法：参数传递（值传递）、重载、可变参数与常见坑（带例子）》

你会发现：把数组操作封装成方法，代码会干净很多，这也是写项目必须掌握的能力。