Java中一维数组和二维数组的详解

简介: Java中一维数组和二维数组的详解

一、数组的概述:

  1. 数组的理解:数组(Array),是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合,并使用一个名字命名,并通过编号的方式对这些数据进行统一的管理。
  2. 数组的相关概念。
    2.1.数组名
    2.2.元素
    2.3.角标,下标,索引
    2.4.数组的长度,元素的个数
  3. 数组的特点:
    3.1.数组是有序排列的
    3.2.数组属于引用数据类型的变量,数组的元素即可以是基本数据类型的变量,也可以是引用数据类型的变量。
    3.3.创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间
    3.4.数组的长度一旦确定,就不能修改
  4. 数组的分类:
    4.1.按照维数:一维数组,二维数组…
    4.2.按照数组元素的类型:基本数据类型元素的数组,引用数据类型元素的数组。
    一维数组的声明和初始化:
//一维数组,这是静态初始化
        int[] ids; //声明
        //静态初始化:数组的初始化和数组的元素的赋值操作同时进行
        ids=new int[]{1,2,3,4,5}; //初始化,这是静态初始化
        //动态初始化:数组的初始化和数组的元素的赋值分开进行
        String[] names=new String[5];

数组一旦初始化完成,数组的长度就确定了。

4.3.如何调用数组指定位置的元素:通过索引调用

数组的索引从0开始,到数组的长度-1结束。

String[] names=new String[5];
        //给元素赋值
        names[0]="名字0";
        names[1]="名字1";
        names[2]="名字2";
        names[3]="名字3";
        names[4]="名字4";

4.4.如何获取数组的长度

属性.length

System.out.println(names.length); //5

4.5.如何遍历数组中的元素

//如何遍历数组
        for (int i = 0; i < names.length; i++) {
            System.out.println(names[i]);
        }

4.6.数组元素的默认初始化值:

  • 数组元素是整型:0
  • 数组元素是浮点型:0.0
  • 数组元素是char型:0或“\u0000”,而非’0’
  • 数组元素是boolean型:false
  • 数组元素是引用数据类型:null

二、数组的赋值机制:

先看案例代码如下:

public class ArrayAssign {
    public static void main(String[] args) {
        //基本数据类型,赋值方式为值拷贝(值传递)
        //n2的变化,不会影响n1的值
        int n1 = 10;
        int n2 = n1;
        n2 = 80;
        System.out.println("n1=" + n1); //10
        System.out.println("n2=" + n2); //80
        //数组在默认情况下是引用传递,赋的值是地址,赋值方式为引用传递
        //是一个地址,arr2变化会影响到arr1
        int[] arr1 = {1, 2, 3};
        int[] arr2 = arr1; //把arr1 赋给了 arr2
        arr2[0] = 10;
        //看看arr1的值
        System.out.println("====arr1的元素====");
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            System.out.print(arr1[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("====arr2的元素====");
        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
            System.out.print(arr2[i] + " ");
        }
    }
}

输出结果如下:

n1=10
n2=80
====arr1的元素====
10 2 3 
====arr2的元素====
10 2 3 

图解如下:

2.1 数组的翻转

方法一:

public class ArrayReverse {
    public static void main(String[] args) {
        //定义数组
        int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66,20};
        //思路
        //规律
        //1. 把arr[0] 和 arr[5] 进行交换{66, 22, 33, 44, 55, 11}
        //2.把arr[1] 和 arr[4] 进行交换{66, 55, 33, 44, 22, 11}
        //2.把arr[2] 和 arr[3] 进行交换{66, 55, 44, 33, 22, 11}
        //一共交换3次 = arr.length/2
        //5.每次交换时,对应的下标为:arr[i] 和 arr[arr.length-1-i]
        //代码
        int temp = 0;
        int len = arr.length; //计算数组的长度
        for (int i = 0; i < len / 2; i++) {
            temp = arr[len - 1 - i];
            arr[len - 1 - i] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }
        System.out.println("===反转后的数组===");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }
    }
}

输出结果如下:

反转后的数组
20  66  55  44  33  22  11  

方法二:

public class ArrayReverse02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {11, 22, 33, 44, 55, 66, 20};
        int[] temp = new int[arr.length];
        for (int i = arr.length - 1, n = 0; i >= 0; i--, n++) {
            temp[n] = arr[i];
        }
        //当for循环结束后,temp就是一个逆序的数组
        //让arr指向temp数据空间,此时arr原来的数据空间就没有变量引用,会被当垃圾,销毁
        arr = temp;
        System.out.println("反转后的数组");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }
    }
}

输出结果如下:

反转后的数组
20  66  55  44  33  22  11  

3、数组的扩容

具体代码如下:

public class ArrayAdd2 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int[] arr = {1, 2, 3};
        do {
            System.out.println("请输入你要添加的元素");
            int addNum = scanner.nextInt();
            int[] temp = add(arr, addNum);
            arr = temp;
            System.out.println("===扩容后的元素===");
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                System.out.print(arr[i] + "\t");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("是否继续添加 y/n");
            char key = scanner.next().charAt(0);
            if (key == 'n') {//如果输入n,就结束
                break;
            }
        } while (true);
        System.out.println("你退出了添加...");
    }
    private static int[] add(int[] arr, int n) {
        int[] temp = new int[arr.length + 1];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            temp[i] = arr[i];
        }
        temp[temp.length - 1] = n;
        return temp;
    }
}

输出结果如下:

请输入你要添加的元素
20
===扩容后的元素===
1 2 3 20  
是否继续添加 y/n
y
请输入你要添加的元素
30
===扩容后的元素===
1 2 3 20  30  
是否继续添加 y/n
n
你退出了添加...

三、二维数组的声明与初始化:

4.7 二维数组的理解:我们可以看成是一维数组arry1又作为另一个一维数组arry2的数组元素而存在

//静态初始化
        int[][] arr=new int[][]{{1,2,3},{1,2},{4,5,7}};
        //动态初始化1
        String[][] arr1 = new String[2][3];
        //动态初始化2
        String[][] arr2 = new String[2][];

4.8.如何获取二维数组指定位置的元素:

//动态初始化1
        String[][] arr1 = new String[2][3];
        //动态初始化2
        String[][] arr2 = new String[2][];
        //获取指定位置的元素
        System.out.println(arr[2][2]);//7
        System.out.println(arr1[1][2]);//null

4.9.获取数组的长度

//获取数组的长度
        System.out.println(arr.length); //3
        System.out.println(arr[0].length);//3
        System.out.println(arr[1].length);//2

4.10.遍历数组中的元素

//如何遍历数组的元素
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                System.out.print(arr[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }

4.11.二维数组的默认初始化值:

规定:二维数组分为二维数组的元素,和内层数组的元素

例如:int[][] arr = new int[3][4];

外层数组元素:arr[0],arr[1],arr[2]…

内层数组元素:arr[1][2],arr[1][4]…

针对于初始化方式一:

int[][] arr = new int[4][3];

外层的初始化值为:地址值

内层的初始化值:跟一维数组的初始化相同

初始化方式二:

int[][] arr1 = new int[3][];

外层的初始化值为:null

内层的初始化值:不能调用

二维数组的详解:

public class TwoDimensionalArray01 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = {{0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 1, 0, 0, 0}, {0, 2, 0, 3, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}};
        //关于二维数组的关键概念
        //1.
        System.out.println("二维数组的元素个数:" + arr.length);//4
        //2.二维数组的每个元素是一维数组,所以需要得到每个一维数组的值,还需要再次遍历
        //3.如果我们要访问第(i+1)个一维数组的第j+1的值 为arr[i][j]
        //举例 访问3 他是第3个一维数组的第4个值 arr[2][3]
        System.out.println("第3个一维数组的第4个值为:" + arr[2][3]);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历二维数组的每个元素
            //遍历二维数组的每个元素(数组)
            //1.arr[i]表示二维数组的第i+1个元素 比如arr[0]:二维数组的第一个元素
            //2.arr[i].length得到对应的,每个一维数组的长度
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                System.out.print(arr[i][j] + " ");//输出了一维数组
            }
            System.out.println(); //换行
        }
    }
}

输出结果如下:

二维数组的元素个数:4
第3个一维数组的第4个值为:3
0 0 0 0 0 0 
0 0 1 0 0 0 
0 2 0 3 0 0 
0 0 0 0 0 0 

二维数组的内存原理图如下:

public class TwoDimensionalArray02 {
    public static void main(String[] args) {
//        int[][] arr = new int[2][3]; //动态初始化 方式一
        //动态初始化 方式二
        int[][] arr; //声明二维数组
        arr = new int[2][3]; //再开空间
        arr[1][1] = 8;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) { //对每个一维数组进行遍历
                System.out.print(arr[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

二维数组内存原理图

二维数组动态初始化,之列数不确定的方式详解

public class TwoDimensionalArray03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = new int[10][]; //创建二维数组,但是只是确定一维数组的个数,一维数组还没有开数据空间
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {//遍历arr的每个一维数组
            //给每个一维数组开空间 new
            //如果没有给一维数组 new ,那么arr[i] 就是null
            arr[i] = new int[i + 1];
            //遍历一维数组,并给一维数组的每个元素赋值
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                arr[i][j] = i + 1; //赋值
            }
        }
        System.out.println("==arr元素==");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                System.out.print(arr[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

输出结果如下:

==arr元素==
1 
2 2 
3 3 3 
4 4 4 4 
5 5 5 5 5 
6 6 6 6 6 6 
7 7 7 7 7 7 7 
8 8 8 8 8 8 8 8 
9 9 9 9 9 9 9 9 9 
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 

应用案例使用二维数组,打印10行的杨辉三角,代码如下:

具体代码如下:

public class YangHui {
    public static void main(String[] args) {
        int[] yangHui[] = new int[10][];
        for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {//遍历yangHui的每个元素
            //给每个一维数组(行)开辟空间
            yangHui[i] = new int[i + 1];
            //给每个一维数组(行) 赋值
            for (int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {
                //每一行的第一个元素和最后一个元素都是1
                if (j == 0 || j == yangHui[i].length - 1) {
                    yangHui[i][j] = 1;
                } else {//中间的元素
                    yangHui[i][j] = yangHui[i - 1][j] + yangHui[i - 1][j - 1];
                }
            }
        }
        //输出杨辉三角
        for (int i = 0; i < yangHui.length; i++) {
            for (int j = 0; j < yangHui[i].length; j++) {
                System.out.print(yangHui[i][j] + "\t");
            }
            System.out.println(); //换行
        }
    }
}

输出结果如下:

打印杨辉三角
1 
1 1 
1 2 1 
1 3 3 1 
1 4 6 4 1 
1 5 10  10  5 1 
1 6 15  20  15  6 1 
1 7 21  35  35  21  7 1 
1 8 28  56  70  56  28  8 1 
1 9 36  84  126 126 84  36  9 1 

二维数组使用细节和注意事项:


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