Java-中数组的内存分配

Java 中数组的内存分配

1、Java 程序在运行时,需要在内存中分配空间。为了提高运算效率,就对空间进行了不同区域的划分,因为每一片区域都有特定的处理数据和内存管理方式。

2、数组基本概念

    数组是存储同一种数据类型多个元素的容器。
    数组既可以存储基本数据类型,也可以存储引用数据类型。
    
    格式:数据类型[] 数组名 ;
          int[] arr;

    数组的初始化方式:

        动态初始化 : 初始化时只指定数组长度,由系统为数组分配初始值。
        格式:数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
                     数组长度其实就是数组中元素的个数。
             int[] arr = new int[3];
        解释:定义了一个int类型的数组,这个数组中可以存放3个int类型的值。
        
        静态初始化:初始化时指定每个数组元素的初始值,由系统决定数组长度
        格式:数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,...};
              int[] arr = {1,2,3};
        解释:定义了一个int类型的数组,并且存进去{1,2,3}三个数。

3、Java中数组的内存分配

A、基本内存分配概念图解

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    int[] arr 存在于堆内存,new int[3] 存在于栈内存。

    在堆内存中每一个 new 出来的对象都有一个唯一的地址值,就如同图中的 001,在 int[] arr = new int[3]; 
    相当于把堆内存的地址值 001 赋值给栈内存的的数组。当执行打印语句时候 : System.out.println(arr); 会打印出地址值。
    
    堆内存每一个对象的数据类型都有默认值(在没有赋值的情况下),如图所示,
    当执行打印语句时候 : System.out.println(arr[0]); 会打印出0。
    当执行打印语句时候 : System.out.println(arr[1]); 会打印出0。
    当执行打印语句时候 : System.out.println(arr[2]); 会打印出0。
    栈内存通过地址值 001 找到堆内存对应的 001 地址值,然后通过索引找到对应的数值。

B、静态初始化内存图解

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    静态初始化内存如图:当数组初始化的时候,都会有默认值,但是因为我们初始化的时候进行了赋值,所以默认值会被新的赋值所覆盖。

C、一个数组的内存图

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    如图所示,初始值都是 0,当给数组元素赋值时,arr[0]、arr[2] 通过地址值找到堆中对应的地址值,将 arr[0]、arr[2] 进行重新赋值。

D、两个数组的内存图

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    如图所示,定义了 2 个数组 arr、arr2,它们的初始化都是在堆内存中开辟空间,进行初始化的原始赋值。然后通过不同的地址值地址给不同的的数组进行赋值。

E、两个数组指向同一个地址的内存图(重点)

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    如图所示,初始化数组 arr,然后进行赋值操作。输出即为:100、200、300。
             当定义数组 arr2 的时候把第一个数组 arr 的地址值赋给第二个数组,arr2 数组会根据地址值找到堆内存中的 arr 的地址及,
             然后给第二个数组进行赋值,会将原来 arr 的数值进行覆盖,所以当我们再次打印 arr 和 arr2 的数据时候,会出现一样的数据。

F、数组操作的两个常见小问题:空指针和索引越界

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    索引越界:如图所以,数组的初始化是从 0 开始,所以访问数组元素 arr[3] 的时候,会出项索引越界异常。
    空指针:如图所示,将 null 赋值给 arr,相当于地址001就没有了,既然没有了地址值指向堆内存,所以就会出项空指针异常。

G、对象数组的内存图

捕获.PNG

        首先方法区会有 Student.class(里面有成员变量、构造方法、成员方法)、StudentDemo.class(里面有 main函数)。
        main 方法执行,栈中开辟空间创建 Student[ ] students,堆内存中会 new Student[3] ,默认值都是 null,通过地址值
        001 指向栈。
        然后创建学生对象 Student s1,同样通过地址值002指向堆内存为002的对象,而对象的方法(包括构造方法和成员方法)也有
        地址值 0001,堆内存通过地址值 0001 指向 方法区对象的方法 0001,进行赋值覆盖。
        
        Student s2,Student s3同理。此时创建完对象并赋值完成时,这3个对象还和 students 数组没有关联。
        
        最后把学生对象作为元素赋值给学生数组:students[0]=s1,其实就是拿着 s1 的地址值 002 指向数组的第一个元素,数组
        中的 null 就被 002替代。students[1]=s2;students[2]=s;同理可得!!
        
        赋值完毕后,进行遍历操作时,如果使用 System.out.println(s); 打印出来的是地址值001、002、003。

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