1.1 数组定义与特点
想象你有一排整齐的储物柜，每个柜子都有编号，这就是数组最直观的比喻。在Java中，数组是一种能够存储固定数量相同类型元素的数据结构。它像是一个有序的容器，每个位置都有对应的索引编号。
数组有个特别之处——所有元素必须是同一种数据类型。你不能在同一个数组里既存整数又存字符串，就像储物柜不能既放书本又放衣服。这种严格的类型约束保证了数据的一致性和操作的安全性。
我记得刚开始学编程时，总是把数组索引从1开始计数，结果程序频频报错。后来才明白Java数组的索引是从0开始的，这个细节让很多初学者栽过跟头。
数组的长度一旦确定就不能改变。这就像你买了一个固定格数的药盒，想要增加格子只能换一个新的。这种固定大小的特性既是优势也是限制，我们稍后会详细讨论。
1.2 数组在内存中的存储结构
数组在内存中的存放方式很有讲究。当你创建一个数组时，Java会在内存中分配一块连续的空间，所有元素肩并肩地排列在一起。
这种连续存储的设计让数组访问变得非常高效。计算机知道第一个元素的位置后，通过简单的数学计算就能找到任意元素。比如要找第5个元素，直接用首地址加上4个元素大小的偏移量就行。
我遇到过这样的情况：处理超大型数组时程序突然崩溃，后来发现是内存不足。因为数组需要整块的连续内存，当内存碎片化严重时，即使总内存足够，也可能无法分配成功。
数组的引用变量实际上存储的是这块内存区域的首地址。这就像你拿着储物区的总钥匙，通过钥匙找到区域，再根据编号找到具体的柜子。
1.3 数组的优势与局限性
数组最大的优势在于随机访问的速度。无论你要访问哪个位置的元素，时间成本都是固定的。这种特性让数组在需要频繁按索引访问的场景下表现卓越。
另一个优点是内存使用效率高。由于元素紧密排列，没有额外的指针或链接信息，数组在存储大量同类型数据时非常节省空间。
但数组也有明显的局限。固定长度是个双刃剑——你无法动态调整数组大小。如果需要存储更多数据，只能创建新数组并复制原有内容，这个过程既耗时又耗资源。
插入和删除操作在数组中相对低效。要在中间位置插入新元素，需要将后面的所有元素向后移动。同样地，删除元素会导致需要前移后续元素。这种数据搬移在大数组上代价很高。
在实际项目中，我经常需要权衡是否使用数组。对于大小固定、主要进行查询操作的场景，数组是绝佳选择。但对于需要频繁增删数据的场合，其他数据结构可能更合适。 int[] numbers; String[] names; double[] prices;
import java.util.Arrays;
int[] numbers = {5, 2, 8, 1, 9}; Arrays.sort(numbers); // 现在数组变成 [1, 2, 5, 8, 9]
