Java 数组

Java 语言支持数组数据结构,它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合

数组是用来存储一系列数据,但它往往被认为是一系列相同类型的变量

数组的声明并不是声明一个个单独的变量,比如 number0、number1、...、number99,而是声明一个数组变量,比如 numbers,然后使用 numbers[0]、numbers[1]、...、numbers[99] 来代表一个个单独的变量

数组中的特定元素可以通过索引访问

所有的数组都是由连续的内存位置组成,最低的地址对应第一个元素,最高的地址对应最后一个元素

声明数组变量

Java 中必须声明数组变量,才能在程序中使用数组

下面是声明数组变量的语法

dataType[] arrayRefVar;   // 首选的方法

dataType arrayRefVar[];  // 效果相同,但不是首选方法

建议使用 dataType[] arrayRefVar 的声明风格声明数组变量

下面是这两种语法的示例

double[] myList;         // 首选的方法

double myList[];         //  效果相同,但不是首选方法

创建数组

Java 语言使用 new 关键字来创建数组

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

上面这条语句做了两件事

  1. 使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组
  2. 把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar

数组变量的声明,和创建数组可以用一条语句完成

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

另外,我们还可以使用下面的方式初始化一个数组

dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

数组的元素是通过索引访问的

数组索引从 0 开始,所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1

范例

下面的代码首先声明了一个数组变量 myList,接着创建了一个包含 10 个 double 类型元素的数组,并且把它的引用赋值给 myList 变量

public class TestArray {
   public static void main(String[] args) {
      // 数组大小
      int size = 10;
      // 定义数组
      double[] myList = new double[size];
      myList[0] = 5.6;
      myList[1] = 4.5;
      myList[2] = 3.3;
      myList[3] = 13.2;
      myList[4] = 4.0;
      myList[5] = 34.33;
      myList[6] = 34.0;
      myList[7] = 45.45;
      myList[8] = 99.993;
      myList[9] = 11123;
      // 计算所有元素的总和
      double total = 0;
      for (int i = 0; i < size; i++) {
         total += myList[i];
      }
      System.out.println("总和为: " + total);
   }
}

编译运行以上 Java 代码,输出结果如下

总和为: 11367.373

下面的图片描绘了数组 myList

这里 myList 数组里有 10 个 double 元素,它的下标从 0 到 9

java数组结构说明

处理数组

数组的元素类型和数组的大小都是确定的,所以当处理数组元素时候,我们通常使用基本循环或者 foreach 循环

下面的代码完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组

public class TestArray
{
    public static void main(String[] args)
    {
        double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};

        // 打印所有数组元素
        for (int i = 0; i < myList.length; i++)
        {
            System.out.println(myList[i] + " ");
        }

        // 计算所有元素的总和
        double total = 0;
        for (int i = 0; i < myList.length; i++)
        {
            total += myList[i];
        }

        System.out.println("Total is " + total);

        // 查找最大元素
        double max = myList[0];
        for (int i = 1; i < myList.length; i++)
        {
            if (myList[i] > max) max = myList[i];
        }

        System.out.println("Max is " + max);
   }
}

编译运行以上 Java 代码,输出结果如下

1.9
2.9
3.4
3.5
Total is 11.7
Max is 3.5

foreach 循环

我们还可以使用 foreach 循环来遍历数组

public class TestArray
{
    public static void main(String[] args)
    {
        double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};

        // 打印所有数组元素
        for ( double element: myList )
        {
            System.out.println(element);
        }
    }
}

编译运行以上 Java 代码,输出结果如下

1.9
2.9
3.4
3.5

数组作为函数的参数

Java 中还可以使用数组作为参数传递给方法

下面的代码就是一个打印 int 数组中元素的方法

public static void printArray(int[] array)
{
    for (int i = 0; i < array.length; i++)
    {
        System.out.print(array[i] + " ");
    }
}

然后我们就可以使用下面的方式调用 printArray 方法打印出 3,1,2,6,4 和 2

printArray(new int[]{3, 1, 2, 6, 4, 2});

数组作为函数的返回值

Java 中可以使用数组作为返回值

public static int[] reverse(int[] list) {
    int[] result = new int[list.length];
    for (int i = 0, j = result.length - 1; i < list.length; i++, j--)
    {
        result[j] = list[i];
    }

    return result;
}

多维数组

多维数组可以看成是数组的数组,比如二维数组就是一个特殊的一维数组,其每一个元素都是一个一维数组

String str[][] = new String[3][4];

多维数组的动态初始化

下面我们以二维数组为例

  1. 直接为每一维分配空间

    type arrayName = new type[arraylenght1][arraylenght2];
    

    type 可以为基本数据类型或复合数据类型

    arraylenght1 和 arraylenght2 必须为正整数,arraylenght1 为行数,arraylenght2 为列数

    例如

    int a[][] = new int[2][3];
    

    二维数组 a 可以看成一个两行三列的数组

  2. 从最高维开始,分别为每一维分配空间

    String s[][] = new String[2][];
    s[0] = new String[2];
    s[1] = new String[3];
    s[0][0] = new String("Good");
    s[0][1] = new String("Luck");
    s[1][0] = new String("to");
    s[1][1] = new String("you");
    s[1][2] = new String("!");
    

    s[0]=new String[2]s[1]=new String[3] 是为最高维分配引用空间,也就是为最高维限制其能保存数据的最长的长度,然后再为其每个数组元素单独分配空间 s0=new String("Good") 等操作

多维数组的引用

下面以二维数组为例

对二维数组中的每个元素,引用方式为 arrayName[index1][index2]

num[1][0];

Arrays 类

java.util.Arrays 类能方便地操作数组,它提供的所有方法都是静态的

java.util.Arrays 类具有以下功能

  1. 给数组赋值:通过 fill 方法
  2. 对数组排序:通过 sort 方法,按升序
  3. 比较数组:通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等
  4. 查找数组元素:通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

下表列出了这些方法的详细说明

方法 说明
public static int binarySearch(Object[] a, Object key) 用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象(Byte,Int,double等)。数组在调用前必须排序好的。如果查找值包含在数组中,则返回搜索键的索引;否则返回 ( -(插入点) - 1)
public static boolean equals(long[] a, long[] a2) 如果两个指定的 long 型数组彼此相等,则返回 true。如果两个数组包含相同数量的元素,并且两个数组中的所有相应元素对都是相等的,则认为这两个数组是相等的。换句话说,如果两个数组以相同顺序包含相同的元素,则两个数组是相等的。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型 ( Byte,short,Int等 )
public static void fill(int[] a, int val) 将指定的 int 值分配给指定 int 型数组指定范围中的每个元素。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型 ( Byte,short,Int 等 )
public static void sort(Object[] a) 对指定对象数组根据其元素的自然顺序进行升序排列。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型 ( Byte,short,Int等 )

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