一：数组的基本概念

1.1：数组的概念

数组：可以看成是相同类型元素的一个集合。在内存中是一段连续的空间。比如现实中的车库：

在java中，包含6个整形类型元素的数组，就相当于上图中连在一起的6个车位，从上图中可以看到：

1. 数组中存放的元素其类型相同

2. 数组的空间是连在一起的

3. 每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标。

1.2：数组的创建以及初始化

1.2.1 数组的创建

T[] 数组名 = new T[N];//第一个[]中没有数字（new T[N]的意思意思是：
创建一个长度为N的数T类型的数组，每个元素初始化为0）
T：表示数组中存放元素的类型
T[]：表示数组的类型
N：表示数组的长度
int[]array = new int[10];（这个就是创建一个长度为10的int类型的数组，每个元素初始化为0）
int[] array2={1,2,3,4,5,6,7};（这个就是创建一个长度为7的数组）
new：是java的关键字，表示可以创建一个对象，数组也可以视为一个特殊的对象。

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

不同类型数组变量。

1.2.2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。

1. 动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数

int[] array = new int[10];

运行过程中确定的信息。

2. 静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定

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", "!!!"};

【注意事项】
1。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。
2。静态初始化时, {}中数据类型必须与[]前数据类型一致。
3。静态初始化可以简写，省去后面的new T[]。

int[] array2={1,2,3,4,5,6,7}

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：

注意注意：如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null

1.3：数组的使用 

1.3.1 访问数组元素

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。

//下标[整数]（从0开始）
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]);
//下标/索引 index（专业名字，不要自己创造角标。。。。。）

//还有一个可能出现的典型问题：
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]);  
System.out.println(arr[5]);

【注意事项】

1. 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

2. 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。

1.3.2遍历数组

所谓 "遍历" 是指将数组中的所有元素都访问一遍, 访问是指对数组中的元素进行某种操作，比如：打印。

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]);

上述代码可以起到对数组中元素遍历的目的，但问题是：

1. 如果数组中增加了一个元素，就需要增加一条打印语句

2. 如果输入中有100个元素，就需要写100个打印语句

3. 如果现在要把打印修改为给数组中每个元素加1，修改起来非常麻烦

所以一个一个打印比较麻烦，我们可以利用循环语句：
 

int[] arr={1,2,3,4,5};  
//创造一个循环打印，  
for(int i=0;i<5;i++){  
    System.out.println(arr[i]);  
}

java中求数组长度，也有方法 *arr.length*  length就包含数组的元素个数（嘎嘎帮助码农）、java中的数组长度是不能改变的。
 

int[] arr={1,2,3,4,5};  
//创造一个循环打印，  
for(int i=0;i<arr.length;i++){  
    System.out.println(arr[i]);  
} 

还有一种遍历方法 for each：

int[] arr={1,2,3,4,5};  
//创造一个循环打印，  
for(int num:arr){  
    System.out.println(num);  
}

这个写法，就会使用当前的num依次每个数组的元素  （还有有限制，不能反向打印，想反向打印，我们还是老传统，for循环，只能读取数组不能修改）
for-each 是 for 循环的另外一种使用方式. 能够更方便的完成对数组的遍历. 可以避免循环条件和更新语句写错

int[] arr={1,2,3,4,5};  
System.out.println(arr);

我们可以直接打印数组吗？用这样的代码，眨眼一看好像行奥，我们运行一下

这个是什么呢：是对象的hashcode
Java中每个对象直接进行打印，都会得到对应的hashCode（不是内存）
Java中没有通过办法通过常规手段，拿到所谓的内存地址 java中也彻底把地址这种概念彻底隐藏起来了。

可以使用这个方式：

int[] arr={1,2,3,4,5};  
//System.out.println(arr);//这个方法不可以打印  
System.out.println(Arrays.toString(arr));//这个方法可以打印数组
想要打印数组可以使用 Arrays.toString(数组名)

二：数组是引用类型

java引用的本质就是被限制功能的指针{
1 引用可以相互赋值
2 解引用 （都是通过.操作来访问成员）
3 比较== 判定两个引用是否指向同一个对象
4 使用[] 仅限于数组，其他的引用类型都无法使用[]
}

2.1：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。

1. 程序运行时代码需要加载到内存

2. 程序运行产生的中间数据要存放在内存

3. 程序中的常量也要保存

4. 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也对所使用的内存按照功能的不同进行了划分：

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

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。

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

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。

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

现在我们只简单关心堆 和 虚拟机栈这两块空间，后序JVM中还会更详细介绍。

专业术语看的麻烦我给大家小结一下下：

java程序需要消耗内存，java程序运行，就是依赖jvm java代码本质都是跑在jvm上
java程序消耗的内存就是jvm消耗的内存
jvm分为四个部分：
1程序计数器：很小的区域，记录下一条要执行的指令在哪里
2栈：代码中局部变量
3堆：new出来的对象 数组都在堆上
4方法区：方法区中就加载了写好代码编译出来的.class文件（字节码）

2.2 ：基本类型变量与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。

（这点可能有点绕）代码解释：
 int a = 10;
 int b = 20;  
int[] arr = new int[]{1,2,3};//java中new出来的对象都在堆中

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。

这个更直观一点。

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。

引用是一把要是 new出来的数组本体，想象成一个房子 完全可以配一个钥匙 打开房子

2.3：再谈引用变量

三：数组引用场景

3.1：参数传数组类型(引用数据类型）

public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
func(arr);
System.out.println("arr[0] = " + arr[0]);
}
public static void func(int[] a) {
a[0] = 10;
System.out.println("a[0] = " + a[0]);
}
// 执行结果
a[0] = 10
arr[0] = 10

发现在方法内部修改数组的内容, 方法外部的数组内容也发生改变.
因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的 

3.2参数传基本数据类型

  int x=0;  
          func(x);  
        System.out.println("x="+x);  
  
    }  

    public static void func(int x){  
         x=10;  
        System.out.println("x="+x);  
    }  
    发现在func方法中修改形参 x 的值, 不影响实参的 x值
}

只是一个很好的例子证明数组是引用数据类型

总结: 所谓的 "引用" 本质上只是存了一个地址. Java 将数组设定成引用类型, 这样的话后续进行数组参数传参, 其实只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝(数组可能比较长, 那么拷贝开销就会很大).
 

   

int[] arr={1,2,3};  
    Arrays(arr);  
    System.out.println(Arrays.toString(arr));//第二行打印  
}
public static void Arrays(int[] arr) {  
    arr = new int[]{100, 2, 3};  //修改引用的地址
    System.out.println(Arrays.toString(arr));//第一行打印

    运行：
   

这种情况就不会改变类中的数组内的变量值 方法内部对引用的修改也总能影响外面的 关键看怎么修改，
  如果修改的是引用指向的是对象本体（类似[]），此时修改就能方法外面感知到。
  如果通过修改引用本身（通过=修改引用中保存的地址）此时修改不能被方法外部感知（需要画图表示）
自己理解的意思（//拿着引用本身的地址，去修改引用，但是new创建了一个新的堆地址，覆盖了在栈中方法中arr接收的类中的地址。）

//两个数交换 用数组

int[] arr={2,3};  
swap(arr,0,1) ;  
System.out.println("变换后"+Arrays.toString(arr));
public static void swap(int[] arr,int i,int j){  
    int tmp= arr[i];  
    arr[i]=arr[j];  
    arr[j]=tmp;  
}

数组作为返回值

    int[] y=func4();  
    System.out.println(Arrays.toString(y));  
}  
  
public static int[] func4() {  
   int[] x = {1, 2, 3};  
   return x;  
}

小知识点：

堆的释放时间比栈长，所有引用就是引用堆上的地址。
那么堆上的地址什么时候释放呢，难道说一直不释放吗？
：new出来的数组，对象，也会被释放，当你的代码没有如何地方使用这个对象或者数组，就会被jvm释放，释放内存的操作 不需要我们代码干涉，自己都感知不到，，这样的机制就叫GC(垃圾回收)，堆上的内存空间都是由GC自动管理。（c++需要手动释放，）
垃圾回收的代价：
1：消耗更多的资源 来实现自动回收的内存的功能
2：使程序运行过程中消耗更多的时间

四：总结

本文介绍了Java中数组的基本概念和使用方法。首先解释了数组是相同类型元素的连续存储空间，下标从0开始。详细说明了数组的创建和初始化方式，包括动态初始化和静态初始化。接着讲解了数组的访问和遍历方法，包括for循环和for each循环。然后阐述了数组作为引用类型的特性，以及JVM内存分布中堆和栈的区别。通过示例展示了数组作为参数传递和返回值时的行为特点。最后提到Java的垃圾回收机制会自动管理堆内存。文章强调数组在Java中是引用类型，并通过图示和代码示例帮助理解数组的操作原理。希望可以帮助学习Java的同学，如果有不足可以评论留言，最后也谢谢看到最后的同学。