一、数组是引用类型

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。
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：

现在我们只简单关心堆和虚拟机栈这两块空间。

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。

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。

3.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。

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NullPointerE
xception
注意： Java 中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联

二、数组的创建与初始化

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：
  int[] array = new int[10];
• 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：
  T[] 数组名称 = new T[]{data1, data2, data3, ..., datan};
  注意：
  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[]。
  4.静态和动态初始化也可以分为两步，但是省略格式不可以。如下图：
  
  5.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，如下表：;如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null
  

三、数组应用

知识点：

• 计算数组的长度时不需要()，即：arr.length

1.遍历

注意：在数组中可以通过 数组对象.length 来获取数组的长度
第一种方法：使用循环或者for-each遍历数组（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；但不能通过下标来对数组进行操作）
第二种方法：String newArr = Arrays.toString(arr);
补充：
java中，为什么char类型数组可以直接用数组名打印，打印结果居然不是地址值！？
答：因为输出流System.out是PrintStream对象，PrintStream有多个重载的println方法，其中一个就是public void println(char[] x)，直接打印字符数组的话，不像int[]等其他数组，它会直接调用这个方法来打印，因而可以打印出数组内容，而不是地址。

2.作为函数的参数

参数传基本数据类型时，若修改形参的值, 不影响实参的值。
而参数传引用数据类型时：

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func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。
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）

3.作为函数的返回值

比如：获取斐波那契数列的前N项：

public class TestArray {
	public static int[] fib(int n){ 
		if(n <= 0){ 
			return null; 
		}
		int[] array = new int[n];
		array[0] = array[1] = 1;
		for(int i = 2; i < n; ++i){ 
			array[i] = array[i-1] + array[i-2]; 
		}
			return array; 
	}
	public static void main(String[] args) { 
		int[] array = fib(10); 
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			System.out.println(array[i]); 
		} 
	} 
}

四、数组练习（Arrays方法包）

1.数组转字符串

import java.util.Arrays 
int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; 
String newArr = Arrays.toString(arr); 
System.out.println(newArr); 
// 执行结果 [1, 2, 3, 4, 5, 6]

使用这个方法后续打印数组就更方便一些。
Java 中提供了 java.util.Arrays 包，其中包含了一些操作数组的常用方法。

2.数组拷贝

上面这种情况引用的是同一个数组，并没有创建一个新的数组，并不是数组的拷贝。下面我们提供两个数组拷贝的方法：（两个数组：arr和newArr）
使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝：
int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
使用copyOfRange拷贝某个范围：
int[] newArr = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4);
此时arr修改其引用数组中内容时，对newArr没有任何影响。


**注意：**数组当中存储的是基本类型数据时，不论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类型，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题。
实现自己版本的拷贝数组：

public static int[] copyOf(int[] arr) { 
	int[] ret = new int[arr.length]; 
	for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
		ret[i] = arr[i]; 
	}
	return ret; 
}

3.数组排序

Arrays.sort();(底层是快排)

public static void main(String[] args) { 
	int[] arr = {9, 5, 2, 7}; 
	Arrays.sort(arr); 
	System.out.println(Arrays.toString(arr)); 
}

4.查找

二分查找：binarySearch(byte[] a, byte key) ；（前提是数组有序）

五、二维数组与多维数组

1.创建与初始化：

int[][] array1 = new int[2][3];
int[][] array2 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6}};
int[][] array3 = {{1,2,3},{4,5,6}};

可以省略掉“列”： 详细至不规则二维数组

2.打印二维数组

1. 常规方法：两个for循环完成：

2. 若使用toString:System.out.println(Arrays.toString(arr));
得到的却是地址：

因为：

正确方式：System.out.println(Arrays.deepToString(arr));

3. 两个for-each循环：

附：不规则二维数组

当省略“列”时：

会报空指针异常：

解决：

同理，还存在 “三维数组”，“四维数组” 等更复杂的数组，只不过出现频率都很低，我们不再赘述。