Java从入门到精通-数组（一）

0.思维导图

1.数组概述

• 1.1 数组的定义

在编程中，数组是一种用于存储多个相同类型的数据元素的数据结构。数组提供了一种有序的方式来组织和访问数据，每个元素都有一个唯一的索引，通过索引可以快速访问元素。

• 1.2 数组的重要性

• 数据的组织：数组允许以有序的方式组织数据，使数据更易于管理和访问。
  
• 高效的存储和检索：通过索引，可以在数组中快速存储和检索数据，而无需遍历整个集合。
  
• 相同数据类型：数组要求所有元素具有相同的数据类型，这有助于保持数据的一致性。
  
• 多种应用：数组在算法、数据结构、列表、矩阵等许多计算和数据处理领域都有广泛的应用。
  

• 1.3数组的基本特点

• 数组是固定大小的，一旦创建，其大小通常无法更改。
  
• 数组的元素可以通过索引访问，索引通常从0开始。
  
• 数组中的元素具有相同的数据类型。
  
• 数组可以是一维或多维的，具体取决于问题的需求。
  

• 1.4声明和初始化数组

在Java中，声明和初始化数组的语法如下：

// 声明并初始化一个整数数组
int[] numbers = new int[5];
// 初始化一个字符串数组
String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

• 1.5数组的应用场景

数组在编程中的应用场景非常广泛，包括但不限于：

• 存储学生的成绩或员工的工资。
  
• 表示图像的像素数据。
  
• 实现数据结构，如栈和队列。
  
• 解决算法问题，如搜索、排序和过滤数据。
  

2.一维数组

一维数组是最简单的数组类型，它包含一组相同数据类型的元素，这些元素按照线性顺序排列，可以通过索引来访问。

• 2.1 创建一维数组

创建一维数组的语法如下：

// 声明并创建一个整数数组，数组长度为5
int[] numbers = new int[5];

上面的代码声明了一个名为 numbers 的整数数组，它有5个元素。这些元素的索引从0到4。您可以根据需要调整数组的长度。

• 2.2 初始化一维数组

一维数组可以通过不同的方式进行初始化：

2.2.1 静态初始化

// 初始化一个字符串数组
String[] daysOfWeek = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"};

静态初始化在声明数组的同时为其分配初始值。数组的大小根据提供的初始值自动确定。

2.2.2 动态初始化

// 动态初始化一个字符数组，长度为3
char[] vowels = new char[3];
vowels[0] = 'A';
vowels[1] = 'E';
vowels[2] = 'I';

动态初始化在声明数组后，逐个为数组元素分配值。您需要明确指定数组的大小。

• 2.3 使用一维数组

一维数组的元素可以通过索引来访问和操作。例如：

int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
// 访问数组元素
int firstNumber = numbers[0]; // 第一个元素，值为10
int thirdNumber = numbers[2]; // 第三个元素，值为30
// 修改数组元素
numbers[1] = 25; // 修改第二个元素的值为25

3.二维数组

二维数组是一种特殊类型的数组，它包含多个一维数组，每个一维数组又可以包含多个元素。通常，它们用于表示表格、矩阵和多维数据结构。

• 3.1 创建二维数组

创建二维数组的语法如下：

// 声明并创建一个二维整数数组，大小为3x3
int[][] matrix = new int[3][3];

上面的代码声明了一个名为 matrix 的整数二维数组，它有3行和3列。您可以根据需要调整数组的行数和列数。

• 3.2 初始化二维数组

二维数组可以通过不同的方式进行初始化：

3.2.1 静态初始化

// 初始化一个二维字符串数组
String[][] ticTacToe = {
    {"X", "O", "X"},
    {"O", "X", "O"},
    {"X", "O", "X"}
};

静态初始化在声明数组的同时为其分配初始值。数组的大小根据提供的初始值自动确定。

3.2.2 动态初始化

// 动态初始化一个二维字符数组，大小为2x2
char[][] gameBoard = new char[2][2];
gameBoard[0][0] = 'X';
gameBoard[0][1] = 'O';
gameBoard[1][0] = 'O';
gameBoard[1][1] = 'X';

动态初始化在声明数组后，逐个为数组元素分配值。您需要明确指定数组的行数和列数。

• 3.3 使用二维数组

二维数组的元素可以通过两个索引来访问和操作，一个用于指定行，另一个用于指定列。例如：

int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};
// 访问二维数组元素
int element = matrix[1][2]; // 第二行第三列的元素，值为6
// 修改二维数组元素
matrix[0][1] = 10; // 修改第一行第二列的元素为10