一、前言
C： 循环是 Java 语法上的一个小坎儿，跨过来之后，我们马上就要从语法入门上岸了。
本篇，要带着大家学习 Java 语法入门的一个进阶知识，数据结构：数组。
在目前已学的 Java 知识中，如果我们想利用程序存储一个成绩数据，如下所示即可：
// 声明一个变量，存储成绩
double score = 90;
但当我们要存储5个、10个，甚至更多成绩数据时，变量这种单一存储的方式的效率将变得低下：
double score1 = 90;
double score2 = 80;
double score3 = 70;
double score4 = 60;
double score5 = 59;
...
所以我们需要一种更为先进的，能够同时存储多个数据的存储方式。
二、数据结构概述
在开始介绍数组前，我们先来普及一下数据结构的基本概念。
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。
数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。[1]
数据结构有很多种，一般来说，按照数据的逻辑结构对其进行简单的分类，包括线性结构（线性表）和非线性结构（非线性表）两类。[2]
-
线性表（Linear List），就是表中各个结点具有线性关系。数据排成像一条线一样的结构。[3]
常见的线性表数据结构有：数组，队列、栈、链表等。
线性表 -
非线性表，就是表中各个结点之间具有多个对应关系。[2]
常见的非线性表数据结构有：树、图等。
非线性表
数据结构在计算机系是一门非常重要的基础学科。数据结构产生的目的，就是为了让计算机能够以更加简单、高效、便捷的方式来 存储 和 使用 数据。
三、数组概述
数组是线性数据结构中最为基础，最为典型的一种顺序型结构。它用一组 连续的内存空间 ，来存储一组具有 相同类型 的数据。[3]
我们拿数组和变量对比一下：
- 变量：就是在内存中划出一块合适的空间。
- 数组：就是在内存中划出一串连续的空间。
四、数组组成
我们也再拿变量的组成要素和数组来对比一下：
| 变量 | 数组 |
|---|---|
| 变量数据类型 | 数组元素的类型：在数组中存储的数据都必须是相同的数据类型 |
| 变量名 | 数组名：用于区分不同的数组，命名规范同变量名一致 |
| 变量值 | 数组元素：在数组中存储的数据 |
| 数组下标/索引：数组是一串连续的空间，每个空间都有其相应的 "序号"，从0开始计数 |
数组的下标是由数组的长度（容量）决定的，数组的长度为5，那么数组的下标就是0、1、2、3、4。数组长度一经定义，就不可再变。
五、数组定义
了解了数组的组成，接下来我们亲自定义一个数组来使用，在 Java 中，数组的定义方式很灵活，查老师带你认识三种比较常见的定义方式。
1. 方式一
// 声明一个长度为5的用来存储double类型数据的数组
// 语法：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
double[] scores = new double[5];
这种是最传统的数组定义方式了，通过指定好数据类型及数组长度，来划定好一串连续的空间。
定义好数组后，如果要向数组中存储数据，需要我们借助数组名和数组下标来进行。
// 数组赋值（存储/更新）
// 语法：数组名[下标] = 元素值;
// 把90赋值给数组的第一个空间
scores[0] = 90;
scores[1] = 80;
scores[2] = 70;
scores[3] = 60;
scores[4] = 50;
// 【小心点】下标是从0开始计数，极其容易出现超出数组容量范围的使用
// 问题是它在编译期不报错，在运行时才报错(数组越界异常)
// scores[5] = 40;
存储好了数据，在使用的时候也是需要借助数组名和数组下标来进行。
// 语法：数组名[下标]
System.out.println(scores[0]); // 90.0
① 数组的默认值
定义好数组之后，如果你不进行任何赋值就直接来使用，会发现数组的空间竟然都有值？
这是因为在数组声明时，会伴随一个初始化动作，初始化动作就是对数组每一个空间，根据数据类型来设置一个默认值的过程。
- byte、short、int、long：默认值为0
- float、double：默认值为0.0
- boolean：默认值为false
- char：默认值为一个空格（\u0000）
double[] dArr = new double[5];
System.out.println(dArr[0]); // 0.0
int[] iArr = new int[5];
System.out.println(iArr[0]); // 0
boolean[] bArr = new boolean[5];
System.out.println(bArr[0]); // false
char[] cArr = new char[5];
System.out.println(cArr[0]); // 一个空格，\U0000
② 动态赋值
在方式一的赋值中，学习过循环的我们，很快就能发现一些重复性，有规律性的操作。
赶快来用循环优化一下吧。
思路分析：
- 根据效果图分析，为行级规律，采用单层循环
- 循环要素
- 循环条件：
< 数组长度 - 循环操作： 数组名[循环变量] = 输入的元素值;
- 循环条件：
- 固定次数循环，采用 for 循环
- 检查循环是否可以正常退出
// 声明数组，存储5个同学成绩
double[] scores = new double[5];
// 动态录入学生成绩
Scanner input = new Scanner(System.in);
// 数组名.length 可以获取数组的容量
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
System.out.print("请输入第" + (i+1) + "个学生成绩：");
scores[i] = input.nextDouble();
}
System.out.println("第3名同学成绩：" + scores[2]);
2. 方式二
// 声明数组时赋值
// 语法：数据类型[] 数组名 = {元素1, 元素2, ....};
double[] scores = {90, 80, 70, 60, 50};
这种定义方式，非常适合快速定义一个有值数组的情况。不需要指定长度，数组会根据元素的数量指定好长度。
定义时直接赋值，还可以写成这样：
// 声明数组时赋值
// 语法：数据类型[] 数组名 = new 数据类型[] {元素1, 元素2, ...};
// 注意：有[]，也不需要指定数组长度，它是空的
double[] scores1 = new double[] {90, 80, 70, 60, 50};
肯定有同学会问：这种定义方式，和上方几乎一模一样，再学习有什么用？
别着急，后续在一些篇章的场景中，这种写法可能是你使用数组唯一的、更好的选择，相信查老师。
五、数组遍历
掌握了三种数组的定义方式之后，我们马上就要开始进行数组的使用练习了，但在此之前，我们再来介绍一下数组的遍历方式，这是数组使用的常见操作。
遍历： 将数组中的元素挨个取出来的过程，就叫遍历。
因为取出来的过程是一个重复、有规律性的操作，所以循环是自然少不了的。
1. 循环下标遍历
最常见的遍历方式，就是通过循环数组的下标，来进行遍历。刚才我们动态赋值就是用的这种循环规律。
// 定义数组
double[] scores = {90, 80, 70, 60, 50};
// 循环下标的所有值，来遍历出数组的每一个元素
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
// 数组名[循环下标]
System.out.println(scores[i]);
}
2. forEach遍历
除此之外，还有一种较为特别的方式：使用 forEach 循环（俗称增强 for 循环）遍历。这种遍历方式，主要强调的就是将数组中的元素挨个取出来，每次都临时存储到一个变量中。
// 定义数组
double[] scores = {90, 80, 70, 60, 50};
// for (数组元素数据类型 变量名 : 要遍历的数组名)
// score 是在循环中，临时存储每一个元素的变量
for (double score : scores) {
System.out.println(score);
}
增强 for 循环遍历方式与循环下标遍历相比，在使用时更简单，但前期可能不太好理解，如果实在理解不好的话，就先用循环下标的遍历方式。
而且有些时候，我们需要下标来作为辅助计算因素时，采用循环下标遍历更方便。
六、数组使用
光说不练假把式，接下来我们通过数组来解决一些需求问题。
1. 打印消费记录
案例需求：根据效果图实现，会员消费清单打印。
// 定义数组，存储本月消费记录
double[] records = new double[5];
// 动态赋值
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入会员本月的消费记录：");
for (int i = 0; i < records.length; i++) {
System.out.print("请输入第" + (i+1) + "笔购物金额：");
records[i] = input.nextDouble();
}
System.out.println();
// 定义变量，存储消费总金额
double sum = 0;
System.out.println("序号\t\t金额(元)");
for (int i = 0; i < records.length; i++) {
System.out.println((i+1) + "\t\t" + records[i]);
sum += records[i];
}
System.out.println("总金额\t\t" + sum);
2. 猜数字
案例需求：有一个数列：8，4，2，1，23，344，12。
- 循环输出数列的值
- 求数列中所有数值的和
- 猜数游戏： 从键盘中任意输入一个数据，判断数列中是否包含此数
两种遍历数组的方式都用用。
// 定义一个数列
int[] numArr = {8, 4, 2, 1, 23, 344, 12};
// 1.循环输出数列的值
System.out.println("数列中的值有：");
for (int num : numArr) {
System.out.println(num);
}
System.out.println("-------------------------");
// 2.求数列中所有数值的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i < numArr.length; i++) {
sum += numArr[i];
}
System.out.println("数列的所有数值的和为：" + sum);
System.out.println("-------------------------");
// 3.猜数游戏：从键盘中任意输入一个数据，判断数列中是否包含此数
// >从键盘中任意输入一个数据
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入一个数值：");
int num = input.nextInt();
// >判断数列中是否包含此数
// 标志位
boolean flag = false; // 假设数列中不包含此值
for (int i = 0; i < numArr.length; i++) {
if (numArr[i] == num) {
flag = true;
break;
}
}
// 判断标志位
if (flag) {
System.out.println("数列中包含此值！");
} else {
System.out.println("数列中不包含此值！");
}
3. 求最高分
案例需求：从键盘输入本次Java考试五位学生的成绩，求考试成绩最高分。
思路提示：打擂台。
武侠电视剧中，经常上演 "文无第一，武无第二" 的戏码。比武招亲或武林大会：最开始有一个守擂的，随后有各大侠士争相对抗，赢的就成为新的守擂者，等结束剩下的就是最强的。
// 1.从键盘输入本次 Java 考试五位学生的成绩
double[] scoreArr = new double[5];
Scanner input = new Scanner(System.in);
for (int i = 0; i < scoreArr.length; i++) {
System.out.print("请输入第" + (i + 1) + "位学生的成绩：");
scoreArr[i] = input.nextDouble();
}
// 2.求考试成绩最高分
// 假定一个最高分(从要比较的数据中假定一个数据)
double max = scoreArr[0];
for (double score : scoreArr) {
// 如果挨个比较过程中，有比max还大的值
// 那就将max的值换为最新的数据
if (score > max) {
max = score;
}
}
System.out.println("最高分为：" + max);
4. 求最低价
案例需求：输入4家手机店的 OnePlus 8T 价格，输出哪家店价格最低及最低手机价格。
// 定义数组，存储4家店手机价格
double[] prices = new double[4];
// 动态赋值
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入4家店的 OnePlus 8T 手机价格：");
for (int i = 0; i < prices.length; i++) {
System.out.print("第" + (i+1) + "家店的价格：");
prices[i] = input.nextDouble();
}
// 定义变量，假定最低价格为第1家
double min = prices[0];
// 定义变量，存储最低价格是第几家
int minStore = 1;
for (int i = 0; i < prices.length; i++) {
// 如果有比最低价格还低的
if (prices[i] < min) {
// 更换最低价格
min = prices[i];
// 更换最低价格店铺
minStore = i + 1;
}
}
System.out.println("第" + minStore + "家价格最低，价格为：" + min);
七、总结
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