JavaSE第05篇：Java基礎語法之陣列、方法
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本篇我們將會學習Java基礎語法之陣列和方法。陣列，是一種基礎的資料結構，陣列可以讓我們通過一個變數管理一組資料；方法可以將一個功能封裝，在需要這個功能的地方，只需要呼叫方法即可，而不用再重複編寫冗餘的程式碼。接下來，我們將會詳細講解Java中的陣列、方法。
第一章：陣列
1.1-為什麼要學習陣列（瞭解）
需求：統計10個人每個人的薪資，並計算出10個人薪資的總和以及平均薪資？
此時，面臨這個需求，我們會怎麼做呢？
按照目前已經學過的知識，我們可能會這麼解決：
- 定義10個變數，存放10人的薪資
- 讓10個變數相加，計算總薪資
- 讓總薪資除以10，計算平均薪資
以上的解決方案，確實可以滿足我們的需求，程式碼如下：
package com.penglei666.com; public class Test01 { public static void main(String[] args) { /* * 定義10個變數，存放10個人的薪資 * */ double salary1 = 10000; double salary2 = 13000; double salary3 = 15888; double salary4 = 12000; double salary5 = 11888; double salary6 = 15888; double salary7 = 10000; double salary8 = 13000; double salary9 = 12000; double salary10 = 11888; // 計算總薪資 double sum = salary1 + salary2 + salary3 + salary4 + salary5 + salary6 + salary7 + salary8 + salary9 + salary10; // 計算平均薪資 double avg = sum / 10; System.out.println("總薪資：" + sum); System.out.println("平均薪資：" + avg); } }
但是我們可以發現，一些不好的現象：
- 變數定義太多，若是計算100個人的薪資，那豈不是要定義100個變數，那1000個人、10000個人更不用說了。
- 連續累加，計算重複。
以上這些不好的問題，根本的原因，就是變數定義太多，一個具體的薪資資料對應一個變數，導致操作複雜且臃腫。
如何解決以上的問題呢？我們當然要從根本上解決，想辦法實現，讓一個變數管理一組資料。
此時，我們就需要學習陣列。
1.2-什麼是陣列 （理解）
一個固定長度的資料容器，可以有序地存放同類型的資料。
- 固定長度，存放資料的個數。
- 有序，容器中的每一個數據都有一個索引（編號），從左向右，索引從0開始。
- 同類型的資料，容器中的存放的資料型別要一致。
1.3-陣列的定義格式（記憶）
格式1：
資料型別[] 陣列名
double[]salay;
int[]age;
char[]arr;
格式2：
資料型別 陣列名[]
double salay[];
int age[];
char arr[];
以上僅僅是定義了陣列的名稱，但是未賦值。
1.4-陣列的動態初始化（記憶）
什麼是動態初始化
陣列動態初始化就是只給定陣列的長度，由系統給出預設初始化值
- double型別陣列，預設值0.0
- int型別陣列，預設值是0
- boolean型別陣列，預設值是false
- char型別陣列，預設值是0.0
- 物件型別陣列，預設值是null
動態初始化格式：
資料型別[] 陣列名 = new 資料型別[陣列長度];
資料型別 陣列名[] = new 資料型別[陣列長度];
double[]salary = new double[10];
=左邊：
- double，表示陣列的型別
- []，表示是一個數組
- salary，表示陣列的名稱（變數名）
=右邊：
-
new，為陣列開闢記憶體空間
-
double，表示陣列的型別
-
[]，表示是一個數組
-
10，表示陣列的長度
1.5-訪問陣列元素（記憶）
訪問陣列元素（陣列中的資料），就是獲取陣列中的某一個位置的資料。
索引
每一個儲存到陣列的元素，都會自動的擁有一個編號，從0開始，向後逐一加1。
這個自動編號稱為陣列索引(index)，可以通過陣列的索引訪問到陣列中的元素。
訪問陣列元素格式
陣列名[索引]
package com.penglei666.com;
public class Test02 {
public static void main(String[] args) {
double[]salary = new double[10];
// 輸出陣列,輸出結果：[D@b684286
System.out.println(salary);
// 輸出陣列中索引為0的元素，double陣列中資料預設值是0.0
System.out.println(salary[0]);
System.out.println(salary[0]);
System.out.println(salary[0]);
}
}
1.6-記憶體分配 （理解）
記憶體
-
記憶體是計算機中的重要原件，臨時儲存區域，作用是執行程式。
-
我們編寫的程式是存放在硬碟中的，在硬碟中的程式是不會執行的。
-
必須放進記憶體中才能執行，執行完畢後會清空記憶體。
-
Java虛擬機器要執行程式，必須要對記憶體進行空間的分配和管理。
Java中的記憶體分配
目前我們只需要記住兩個記憶體，分別是：棧記憶體和堆記憶體。
陣列在記憶體中的分配過程
public static void main(String[] args) {
double[]salary = new double[10];
// 輸出陣列,輸出結果：[D@b684286
System.out.println(salary);
// 輸出陣列中索引為0的元素，double陣列中資料預設值是0.0
System.out.println(salary[0]);
System.out.println(salary[1]);
System.out.println(salary[2]);
}
執行過程：
-
① 程式執行時，首先main方法，入棧執行。
-
② main方法執行時，發現new關鍵字建立陣列，則會在堆記憶體中，為陣列開闢連續的空間，並設定預設值。
-
③ 陣列開闢空間後，返回記憶體地址給陣列名稱，輸出陣列名稱，則輸出了記憶體地址。
-
④ salary[0]表示，通過陣列記憶體地址，找到記憶體堆區中陣列空間中的索引為0的資料。
-
⑤ salary[1]表示，通過陣列記憶體地址，找到記憶體堆區中陣列空間中的索引為1的資料。
-
⑥ salary[2]表示，通過陣列記憶體地址，找到記憶體堆區中陣列空間中的索引為2的資料。
1.7-基本型別和引用型別的區別（理解）
基本資料型別和引用資料型別
基本資料型別，之前學習的資料型別，如：int、long、double、boolean等。
引用資料型別，現在學習的陣列就是引用資料型別
區別1：程式執行時，在記憶體中建立資料時，記憶體分配不同
- 基本資料型別：
- 會在棧記憶體開闢一塊空間存放資料。
- 引用資料型別：
- 會在堆記憶體開闢一塊空間存放資料具體資訊。
- 同時也會在棧記憶體開闢一塊空間存放堆資料的引用（堆區的地址）
區別2：資料傳遞過程不同
- 基本資料型別是值傳遞（資料在棧中會克隆一份新的，兩個資料互不影響）。
- 引用資料型別是引用傳遞（資料的引用在棧中會克隆一份新的，但兩個引用指向堆區中的同一個具體資料）
package com.penglei666.com;
public class Test02 {
public static void main(String[] args) {
/*【基本數型別值傳遞】*/
// 建立變數a，賦值為10
int a = 10;
// 把變數a，賦值給變數b
int b = a;
// 更改變數b的值
b = 20;
// 變數b發生改變，結果：20
System.out.println(b);
// 變數a沒有發生改變，結果：10
System.out.println(a);
/*【引用型別引用傳遞】*/
// 建立陣列arr1
int[]arr1 = new int[2];
// 建立陣列arr2，並把arr1賦值給arr2
int[]arr2 = arr1;
// 輸出arr1索引為0的值，結果為0
System.out.println(arr1[0]);
// 輸出arr2索引為0的值，結果為0
System.out.println(arr2[0]);
// 更改arr1索引為0的值
arr1[0] = 99;
// 輸出arr1索引為0的值，結果為99
System.out.println(arr1[0]);
// 輸出arr2索引為0的值，結果為99
System.out.println(arr2[0]);
}
}
基本資料型別資料傳遞過程
引用資料型別資料傳遞過程
1.8-陣列靜態初始化（記憶）
什麼是靜態初始化
在建立陣列時，直接將元素確定
靜態初始化格式：
- 完整版格式：資料型別[] 陣列名 = new 資料型別[]{元素1,元素2,...};
- 簡化版格式：資料型別[] 陣列名 = {元素1,元素2,...};
public class ArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
//定義陣列
int[] arr = {1, 2, 3};
//輸出陣列名
System.out.println(arr);
//輸出陣列中的元素
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
}
}
1.9-陣列中常見的問題（瞭解）
問題1：索引越界異常
public class ArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[3];
System.out.println(arr[3]); // 異常
}
}
陣列長度為3，索引範圍是0~2，但是我們卻訪問了一個3的索引。
程式執行後，將會丟擲ArrayIndexOutOfBoundsException 陣列越界異常。在開發中，陣列的越界異常是不能出現的，一旦出現了，就必須要修改我們編寫的程式碼。
解決方式：將錯誤的索引修改為正確的索引範圍即可！
問題2：空指標異常
public class ArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[3];
//把null賦值給陣列，變數將不會執行任何有效物件。
arr = null;
System.out.println(arr[0]);
}
}
arr = null 這行程式碼，意味著變數arr將不會在儲存陣列的記憶體地址，也就不允許再運算元組了，因此執行的時候會丟擲 NullPointerException 空指標異常。
解決方式：給陣列一個真正的堆記憶體空間引用即可！
1.10-陣列遍歷（重點）
陣列遍歷：就是將陣列中的每個元素分別獲取出來，就是遍歷。遍歷也是陣列操作中的基石。
public class ArrayTest01 {
public static void main(String[] args) {
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]);
}
}
以上程式碼是可以將陣列中每個元素全部遍歷出來，但是如果陣列元素非常多，這種寫法肯定不行，因此我們需要改造成迴圈的寫法。陣列的索引是 0 到 length-1 ，可以作為迴圈的條件出現。
- 獲取陣列的長度：陣列名.length
public class ArrayTest01 {
public static void main(String[] args) {
//定義陣列
int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55};
//使用通用的遍歷格式
for(int x=0; x<arr.length; x++) {
System.out.println(arr[x]);
}
}
}
1.12-陣列應用（重點）
需求：統計10個人的薪資，計算總薪資、平均薪資和最大薪資。
package com.penglei666.com;
public class Test03 {
public static void main(String[] args) {
// 建立陣列，並靜態初始化10個人的薪資
double[]salary={12000,10000,13000,15000,14000,18000,10000,13000,15000,14000};
// 建立變數sum，表示總薪資，初始化為0
double sum = 0;
// 建立變數avg,表示平均薪資，初始化為0
double avg = 0;
// 建立變數maxValue，表示最高薪資，初始化陣列索引0為最大值，最終誰是最大值，需要比較
double maxValue = salary[0];
// 迴圈遍歷每一個人的薪資
for(int i = 0; i < salary.length; i++) {
// 取出每一個人的薪資，累計到變數sum中
sum+=salary[i];
// 從索引1開始，和maxValue比較，比maxValue值大，就把誰賦值給maxValue
if(i>0) {
if(salary[i]>maxValue) {
maxValue = salary[i];
}
}
}
// 計算平均薪資
avg = sum / salary.length-1;
// 輸出總薪資
System.out.println("薪資總和：" + sum);
System.out.println("平均薪資：" + avg);
System.out.println("最大薪資：" + maxValue);
}
}
第二章：方法
2.1-為什麼要學習方法（理解）
需求
一個簡單的需求：有三個陣列如下：
int[]arrA = {22,11,44,33};
int[]arrB = {1,4,5,2,3};
int[]arrC = {20,33,29,18};
分別計算並輸出陣列中最大值。
分析
按照現學的知識，我們可能會這麼做：
- 計算陣列arrA中的最大值
- 定義一個變數如：maxA，表示最大值，初始化為arrA[0]
- 迴圈遍歷陣列arrA，取出每一個值與maxA比較，若遍歷的元素大於maxA，則把當前元素賦值給maxA
- 遍歷結束後，maxA的值就代表最大值。
- 計算陣列arrB中的最大值
- 思路同上
- 計算陣列arrC中的最大值
- 思路同上
package com.penglei666.com;
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
/*定義三個陣列*/
int[]arrA = {22,11,44,33};
int[]arrB = {1,4,5,2,3};
int[]arrC = {20,33,29,18};
/*求陣列arrA中的最大值*/
int maxA = arrA[0];
for(int i = 1; i < arrA.length; i++){
if(arrA[i]>maxA) {
maxA = arrA[i];
}
}
System.out.println("最大值：" + maxA);
/*求陣列arrB中的最大值*/
int maxB = arrB[0];
for(int i = 1; i < arrB.length; i++){
if(arrB[i]>maxB) {
maxB = arrB[i];
}
}
System.out.println("最大值：" + maxB);
/*求陣列arrC中的最大值*/
int maxC = arrC[0];
for(int i = 1; i < arrC.length; i++){
if(arrC[i]>maxC) {
maxC = arrC[i];
}
}
System.out.println("最大值：" + maxC);
}
}
問題及解決方案
以上解決方案確實可以實現功能。但是存在這樣的問題：
- 程式碼重複
此處的重複，是邏輯重複，若有更多的陣列需要計算，豈不是要寫更多一樣的邏輯程式碼，這樣程式碼會越來越臃腫且難以維護，若需求更變，要求最小值，豈不是要逐一修改。
那如何去解決呢？以上是邏輯重複，變化的僅僅是陣列，所以我們想辦法這樣解決問題：
- 把邏輯封裝一個模板。
- 向這個模板中傳入一個數組，就會得到一個最大值的結果，傳入一個數組，就會得到一個最大值的結果。
這個模板只需要定義一次，在需要的時候呼叫這個模板即可。
在程式設計中，確實提供了這樣的語法來實現把邏輯封裝成一個模組，這個語法機制就是方法
2.2-什麼是方法 （瞭解）
方法，在程式設計中也叫函式，也表示功能。
方法，可以將一段程式碼封裝在一個程式碼塊中，代表一個功能
注意：
- 方法必須先建立才可以使用，該過程成為方法定義
- 方法建立後並不是直接可以執行的，需要手動使用後，才執行，該過程成為方法呼叫
2.3-無引數方法定義和呼叫（記憶）
定義格式
public static void 方法名 ( ) {
// 方法體;
}
示例如下：
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
}
/**
* 定義一個求陣列中最大值的方法
*/
public static void getMax(){
int[]arr = {22,11,44,33};
int max = arr[0];
for(int i = 1; i < arr.length; i++){
if(arr[i]>max) {
max = arr[i];
}
}
System.out.println(max);
}
}
注意：方法定義不能巢狀，比如：不能再main方法中定義getMax。
呼叫方法
呼叫格式：方法名()
示例如下：
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
// 呼叫getMax方法
getMax();
}
/**
* 定義一個求陣列中最大值的方法
*/
public static void getMax(){
int[]arr = {22,11,44,33};
int max = arr[0];
for(int i = 1; i < arr.length; i++){
if(arr[i]>max) {
max = arr[i];
}
}
System.out.println(max);
}
}
為什麼在main方法中呼叫，因為main方法是程式執行的入口。
每個方法在被呼叫執行的時候，都會進入棧記憶體，並且擁有自己獨立的記憶體空間，方法內部程式碼呼叫完畢之後，會從棧記憶體中彈棧消失。
2.4-帶引數方法定義和呼叫（記憶）
定義格式
引數：由資料型別和變數名組成 ， 資料型別 變數名
方法定義時，引數中的資料型別與變數名都不能缺少，缺少任意一個程式將報錯，多個引數之間用,分割
public static void 方法名 (引數1) {
方法體;
}
public static void 方法名 (引數1, 引數2, 引數3...) {
方法體;
}
示例：
public static void isEvenNumber(int number){
...
}
public static void getMax(int num1, int num2){
...
}
案例改進：
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
}
/**
* 求一個數組中的最大值
* @param arr 表示一個數組
*/
public static void getMax(int[]arr){
int max = arr[0];
for(int i = 1; i < arr.length; i++){
if(arr[i]>max) {
max = arr[i];
}
}
System.out.println(max);
}
}
呼叫
方法名(引數);
方法名(引數1,引數2);
方法呼叫時，要傳入實際的資料。
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
/*定義三個陣列*/
int[]arrA = {22,11,44,33};
int[]arrB = {1,4,5,2,3};
int[]arrC = {20,33,29,18};
/*求陣列arrA中的最大值*/
getMax(arrA);
/*求陣列arrB中的最大值*/
getMax(arrB);
/*求陣列arrC中的最大值*/
getMax(arrC);
}
/**
* 求一個數組中的最大值
* @param arr 表示一個數組
*/
public static void getMax(int[]arr){
int max = arr[0];
for(int i = 1; i < arr.length; i++){
if(arr[i]>max) {
max = arr[i];
}
}
System.out.println(max);
}
}
方法呼叫時，引數的數量與型別必須與方法定義中的設定相匹配，否則程式將報錯 。
2.5-形參和實參 （理解）
形參：在定義方法時，小括號中定義的變數。
實參：在方法呼叫時，小括號中傳入的實際的資料。
2.6-帶返回值方法的定義和呼叫（記憶）
需求：計算三個陣列中三個最大值的和。
此時，我們需要呼叫完方法後，得到結果，這個結果不是輸出，而是用來和其他最大值相加。
如何得到結果呢？
可以使用方法返回值，就是一個方法呼叫完畢後，可以通過一個變數接收方法的返回值。
帶返回值的方法定義：
public static 資料型別 方法名 ( 引數 ) {
return 資料 ;
}
方法定義時return後面的返回值與方法定義上的資料型別要匹配，否則程式將報錯。
範例：
// 檢測一個數字是否是偶數
public static boolean isEvenNumber( int number ) {
boolean isEven = number%2==0;
return isEven;
}
// 求兩個不同數字的最大值
public static int getMax( int a, int b ) {
if(a>b) {
return a;
}else {
return b;
}
}
呼叫
呼叫方式：返回值型別 變數名 = 方法名(實參)
示例：
public class Test06 {
public static void main(String[] args) {
// 檢測8是否是偶數
boolean isEven = isEvenNumber(8);
System.out.println(isEven); // isEven是true
// 求10和100哪個數字比較大
int max = getMax(10,100);
System.out.println(max); // max是100
}
/**
* 檢測要給數字是否是偶數
* @param number ,傳入一個數字
* @return 返回布林值，true表示是偶數，false表示不是偶數
*/
public static boolean isEvenNumber( int number ) {
boolean isEven = number%2==0;
return isEven;
}
/**
* 求兩個數字中的最大值
* @param a 一個數字
* @param b 另一個數字
* @return 返回較大的int型別數字
*/
public static int getMax( int a, int b ) {
if(a>b) {
return a;
}else {
return b;
}
}
}
案例程式碼：
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
/*定義三個陣列*/
int[]arrA = {22,11,44,33};
int[]arrB = {1,4,5,2,3};
int[]arrC = {20,33,29,18};
/*求陣列arrA中的最大值*/
int maxA = getMax(arrA);
/*求陣列arrB中的最大值*/
int maxB =getMax(arrB);
/*求陣列arrC中的最大值*/
int maxC = getMax(arrC);
// 求最大值的和
System.out.println(maxA + maxB + maxC); // 82
}
/**
* 求一個數組中的最大值
* @param arr 表示一個數組
* @return 返回一個int型別的數字，表示最大值
*/
public static int getMax(int[]arr){
int max = arr[0];
for(int i = 1; i < arr.length; i++){
if(arr[i]>max) {
max = arr[i];
}
}
return max;
}
}
2.7-方法注意事項（瞭解）
① 方法不能巢狀定義
public class MethodDemo {
public static void main(String[] args) {
}
public static void methodOne() {
public static void methodTwo() {
// 這裡會引發編譯錯誤!!!
}
}
}
② void表示無返回值，可以省略return，也可以單獨的書寫return，後面不加資料
public class MethodDemo {
public static void main(String[] args) {
}
public static void methodTwo() {
//return 100; 編譯錯誤，因為沒有具體返回值型別
return;
//System.out.println(100); return語句後面不能跟資料或程式碼
}
}
2.8-方法通用格式（記憶）
通用格式
public static 返回值型別 方法名(引數) {
方法體;
return 資料 ;
}
-
public static ，修飾符，目前先記住這個格式
-
返回值型別，方法操作完畢之後返回的資料的資料型別，如果方法操作完畢，沒有資料返回，這裡寫void，而且方法體中一般不寫return
-
方法名，呼叫方法時候使用的標識，定義規則和變數名一樣。
-
引數，由資料型別和變數名組成，多個引數之間用逗號隔開。
-
方法體，完成功能的程式碼塊
-
return，如果方法操作完畢，有資料返回，用於把資料返回給呼叫者
如何定義方法
- 明確返回值型別：主要是明確方法操作完畢之後是否有資料返回，如果沒有，寫void；如果有，寫對應的資料型別。
- 明確引數：主要是明確引數的型別和數量
如何呼叫方法
void型別的方法，直接呼叫即可。
非void型別的方法，推薦用變數接收呼叫。
2.9-方法的過載（理解）
在Java程式中，可以定義的多個·重名的引數列表不同(引數的個數或型別不同)的方法。這種現象叫做方法的過載。
public static void fn(int num1,int num2){
System.out.print(num1 + num2);
}
// 定義有參有返回值方法
public static int fn(int num1,int num2,int num3){
return num1 + num2 + num3;
}
注意：方法的過載與方法的返回值沒有關係
錯誤示例：以下不是方法過載，與返回值沒有關係。
public static int fn(int num1,int num2){
}
public static void fn(int num1,int num2){
}
第三章：IDEA 安裝下載教程
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