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

    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

    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

    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

    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）

    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

    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

        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。