数组类型

1. 什么是数组？

数组（Array）是 一组相同类型的数据的集合。如果我们有一组类型相同的变量，例如，5位同学的成绩，可以这么写：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 5位同学的成绩:
        int n1 = 68;
        int n2 = 79;
        int n3 = 91;
        int n4 = 85;
        int n5 = 62;
    }
}

但其实没有必要定义5个int变量。可以使用数组来表示“一组”int类型。代码如下：

// 数组
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 5位同学的成绩:
        int[] ns = new int[5];
        ns[0] = 68;
        ns[1] = 79;
        ns[2] = 91;
        ns[3] = 85;
        ns[4] = 62;
    }
}

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2. 数组的定义与创建

数组类型写法：

类型[] 变量名

示例：

int[] ns = new int[5]; // 创建一个可容纳 5 个 int 的数组

数组的重要特性

1. 数组元素自动初始化为默认值：
   • int → 0
   • double → 0.0
   • boolean → false
   • 引用类型 → null
2. 数组长度固定，一旦创建不可改变
3. 数组是引用类型

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3. 访问数组元素（索引）

数组索引从 0 开始：

ns[0] = 68;
ns[1] = 79;

读取元素：

int score = ns[2];

数组长度：

ns.length; // 5

索引越界会报错：

ns[5]; // 数组长度为 5，索引只能是 0~4

数组索引永远 < nums.length

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4. 数组的初始化方式

方式 1：先创建，再赋值

int[] ns = new int[5];
ns[0] = 68;
...

方式 2：直接给初始值（编译器自动决定长度）

int[] ns = new int[] { 68, 79, 91, 85, 62 };

还可以进一步简写为：

int[] ns = { 68, 79, 91, 85, 62 };

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5. 数组是引用类型

数组变量保存的不是内容，而是 指向数组对象的引用。

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

此时：

• 新数组 {4, 5} 创建
• ns 改为指向新数组
• 原数组 {1,2,3} 仍存在，但 ns 不再引用它

数组内容本身 没有变，变的是变量 ns 的指向。

对于数组ns来说，执行ns = new int[] { 1,2,3 };时，它指向一个3个元素的数组：

     ns
      │
      ▼
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬
│   │1  │2  │3  │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴

执行ns = new int[] { 4,5 };时，它指向一个新的3个元素的数组：

     ns ──────────────────────┐
                              │
                              ▼
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬
│   │1  │2  │3  │   │   │ 4 │ 5 │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴

但是，原有的3个元素的数组并没有改变，只是无法通过变量ns引用到它们而已。

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6. 引用类型元素的数组

如果数组元素不是基本类型，而是一个引用类型，那么，修改数组元素会有哪些不同？

字符串是引用类型，因此我们先定义一个字符串数组：

String[] names = {"ABC", "XYZ", "zoo"};

对于String[]类型的数组变量names，它实际上包含3个元素，但每个元素都指向某个字符串对象：

          ┌─────────────────────────┐
    names │   ┌─────────────────────┼───────────┐
      │   │   │                     │           │
      ▼   │   │                     ▼           ▼
┌───┬───┬─┴─┬─┴─┬───┬───────┬───┬───────┬───┬───────┬───┐
│   │░░░│░░░│░░░│   │ "ABC" │   │ "XYZ" │   │ "zoo" │   │
└───┴─┬─┴───┴───┴───┴───────┴───┴───────┴───┴───────┴───┘
      │                 ▲
      └─────────────────┘

对names[1]进行赋值，例如names[1] = "cat";，效果如下：

          ┌─────────────────────────────────────────────────┐
    names │   ┌─────────────────────────────────┐           │
      │   │   │                                 │           │
      ▼   │   │                                 ▼           ▼
┌───┬───┬─┴─┬─┴─┬───┬───────┬───┬───────┬───┬───────┬───┬───────┬───┐
│   │░░░│░░░│░░░│   │ "ABC" │   │ "XYZ" │   │ "zoo" │   │ "cat" │   │
└───┴─┬─┴───┴───┴───┴───────┴───┴───────┴───┴───────┴───┴───────┴───┘
      │                 ▲
      └─────────────────┘

这里注意到原来names[1]指向的字符串"XYZ"并没有改变，仅仅是将names[1]的引用从指向"XYZ"改成了指向"cat"，其结果是字符串"XYZ"再也无法通过names[1]访问到了。

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7. 思考题解析

对“指向”有了更深入的理解后，试解释如下代码：

// 数组
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"ABC", "XYZ", "zoo"};
        String s = names[1];
        names[1] = "cat";
        System.out.println(s); // s是"XYZ"还是"cat"?
    }
}

输出是什么？

答案：XYZ

原因：

• s = names[1] 时，s 指向 "XYZ"
• 后来 names[1] = "cat"
  只改变了 names[1] 的指向
  并没有改变 "XYZ" 本身
• s 仍然指向 "XYZ"

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8. 小结

• 数组是一组相同类型的数据。
• 数组是引用类型，变量指向数组对象。
• 数组一旦创建长度固定。
• 访问数组要用索引（0 ~ length-1），越界会报错。
• 数组元素可以是基本类型，也可以是引用类型。