1. Tổng quan về mảng

1.1. Khái niệm cơ bản

• Mảng (Array) là cấu trúc dữ liệu dùng để lưu trữ nhiều phần tử cùng kiểu.
• Các phần tử trong mảng được sắp xếp theo thứ tự và truy xuất thông qua chỉ số (index).
• Mảng là kiểu tham chiếu, kế thừa ngầm từ lớp Object, do đó có thể gọi các phương thức của Object.
• Dữ liệu mảng được lưu trữ trong vùng nhớ heap.

1.2. Đặc điểm của mảng

• Các phần tử được lưu trữ liên tiếp và có thứ tự.
• Kích thước mảng không thay đổi sau khi khởi tạo.
• Phần tử mảng có thể là kiểu nguyên thủy hoặc tham chiếu.
• Mảng chiếm một khối nhớ liên tục; biến mảng lưu địa chỉ của phần tử đầu tiên.
• Truy cập phần tử qua chỉ số có độ phức tạp O(1).

1.3. Phân loại mảng

• Theo chiều: mảng một chiều, hai chiều, ba chiều, ...
• Theo kiểu phần tử:
  • Mảng chứa kiểu nguyên thủy (int, char, boolean, ...)
  • Mảng chứa đối tượng (lưu địa chỉ tham chiếu)
• Theo cách khởi tạo: khởi tạo tĩnh và động.

1.4. Ưu và nhược điểm

• Ưu điểm: Truy xuất nhanh nhờ bộ nhớ liên tục và kích thước đồng nhất.
• Nhược điểm:
  • Chèn/xóa chậm do phải dịch chuyển phần tử (độ phức tạp O(n)).
  • Khó cấp phát khối nhớ lớn liên tục cho mảng rất lớn.

2. Mảng một chiều

2.1. Khai báo mảng

Cú pháp khuyến nghị:

kiểu_dữ_liệu[] tên_mảng;

Ví dụ:

int[] numbers;
double[] values;
String[] names;

Lưu ý: Không được khai báo kèm kích thước lúc khai báo, ví dụ int a[5]; là sai.

2.2. Khởi tạo mảng

a. Khởi tạo tĩnh

Gán giá trị ngay khi khởi tạo. Kích thước mảng bằng số phần tử được gán.

// Cách 1: Dùng new
int[] arr1 = new int[]{10, 20, 30};

// Cách 2: Viết tắt (chỉ dùng khi khai báo và gán cùng dòng)
int[] arr2 = {10, 20, 30};

Lưu ý: Không thể tách thành hai dòng với cú pháp viết tắt.

b. Khởi tạo động

Chỉ xác định kích thước, các phần tử mang giá trị mặc định.

int[] data = new int[5]; // Tạo mảng 5 phần tử, tất cả = 0

2.3. Thuộc tính và truy xuất phần tử

Mỗi mảng có thuộc tính length cho biết số phần tử.

int[] list = {1, 2, 3};
System.out.println(list.length); // In ra 3

Truy cập phần tử qua chỉ số bắt đầu từ 0:

int first = list[0]; // Lấy phần tử đầu tiên
list[0] = 100;       // Gán lại giá trị

Chỉ số hợp lệ: từ 0 đến length - 1.

2.4. Duyệt mảng

a. Vòng lặp for truyền thống

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    System.out.println(arr[i]);
}

b. Vòng lặp for cải tiến (enhanced for)

for (int value : arr) {
    System.out.println(value);
}

Ưu điểm: ngắn gọn, dễ đọc. Nhược điểm: không có chỉ số.

2.5. Giá trị mặc định của phần tử

Khi khởi tạo động, phần tử mảng được gán giá trị mặc định tương tự biến thành viên:

• byte, short, int, long: 0
• float, double: 0.0
• char: '\u0000' (ký tự null)
• boolean: false
• Kiểu tham chiếu: null

String[] words = new String[3];
System.out.println(words[0]); // In ra null

3. Phân tích bộ nhớ

Khi khai báo mảng:

• Biến mảng (tham chiếu) được lưu trong stack.
• Dữ liệu thực tế (các phần tử) được cấp phát trong heap.

Ví dụ:

int[] nums = new int[]{5, 10};

→ nums (trong stack) chứa địa chỉ trỏ đến khối nhớ trong heap chứa [5, 10].

3.1. Ví dụ ứng dụng

Ví dụ 1: Giải mã số điện thoại

public class DecodePhone {
    public static void main(String[] args) {
        int[] digits = {8, 2, 1, 0, 3};
        int[] indices = {2, 0, 3, 2, 4, 0, 1, 3, 2, 3, 3};
        StringBuilder phone = new StringBuilder();
        for (int idx : indices) {
            phone.append(digits[idx]);
        }
        System.out.println("Số điện thoại: " + phone);
    }
}

Ví dụ 2: Chuyển số thành ngày trong tuần

import java.util.Scanner;

public class WeekdayConverter {
    public static void main(String[] args) {
        String[] weekdays = {"Monday", "Tuesday", "Wednesday", 
                             "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"};
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Nhập số (1-7): ");
        int dayNum = input.nextInt();
        
        if (dayNum >= 1 && dayNum <= 7) {
            System.out.println("Ngày: " + weekdays[dayNum - 1]);
        } else {
            System.out.println("Số không hợp lệ.");
        }
        input.close();
    }
}