一.什么是数组
数组：可以看成是 相同类型元素的一个集合 。在内存中是一段连续的空间。比如现实中的车库：
数组有以下特征：
- 数组中存放的元素其类型相同
- 数组的空间是连在一起的
- 每个空间有自己的编号，其实位置的编号为0，即数组的下标
二.数组的创建及初始化
数组的创建
T[ ] 数组名 = new T[N];
在上述表达式中：
- T：表示数组中存放元素的类型
- T[ ]：表示数组的类型
- N：表示数组的长度
int[] array1 = new int[10]; // 创建一个可以容纳10个int类型元素的数组 double[] array2 = new double[5]; // 创建一个可以容纳5个double类型元素的数组 String[] array3 = new double[3]; // 创建一个可以容纳3个字符串元素的数组
数组的初始化
数组的初始化可以分为 动态初始化 以及 静态初始化
动态初始化：
在创建数组时，直接指定数组中元素的个数
int[] array = new int[10];
静态初始化：
在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定
int[] array1 = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; double[] array2 = new double[]{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}; String[] array3 = new String[]{"hell", "Java", "!!!"};
【注意】
- 静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据 { } 中元素个数来确定数组的长度
- 静态初始化时, { } 中数据类型必须与 [ ] 前数据类型一致
- 静态初始化可以简写，省去后面的new T[ ]
// 注意：虽然省去了new T[], 但是编译器编译代码时还是会还原 int[] array1 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; double[] array2 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}; String[] array3 = {"hell", "Java", "!!!"};
- 数组也可以按照如下C语言个数创建，不推荐，该种定义方式不太友好，容易造成数组的类型就是int的误解，[]如果在类型之后，就表示数组类型，因此int[]结合在一块写意思更清晰
int arr[] = {1, 2, 3};
静态和动态初始化也可以分为两步，但是省略格式不可以
int[] array1; array1 = new int[10]; int[] array2; array2 = new int[]{10, 20, 30}; // 注意省略格式不可以拆分, 否则编译失败 // int[] array3; // array3 = {1, 2, 3};
- 如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值，如果数组中存储元素类型为基类类型，默认值为基类类型对应的默认值，比如：
类型 |
默认值 |
byte |
0 |
short |
0 |
int |
0 |
long |
0 |
float |
0.0f |
double |
0.0 |
char |
/u0000 |
boolean |
false |
引用 |
null |
三.数组的使用
数组中元素访问
数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从 0 开始的，依次递增，该编号称为数组的下标，数组可以通过 下标访问其任意位置的元素
int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50}; System.out.println(array[0]); System.out.println(array[1]); System.out.println(array[2]); System.out.println(array[3]); System.out.println(array[4]); // 也可以通过[]对数组中的元素进行修改 array[0] = 100; System.out.println(array[0])
数组是一段连续的内存空间，因此支持随机访问，即通过下标访问快速访问数组中任意位置的元素，下标从0 开始，介于 [0, N ）之间不包含 N ， N为元素个数，不能越界，否则会报出下标越界异常
int[] array = {1, 2, 3}; System.out.println(array[3]); // 数组中只有3个元素，下标一次为：0 1 2，array[3]下标越界
// 执行结果 Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
遍历数组
使用循环来进行打印
int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50}; for(int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(array[i]); }
在数组中可以通过 数组对象 .length 来获取数组的长度
int[]array = new int[]{10, 20, 30, 40, 50}; for(int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.println(array[i]); }
也可以使用 for-each 遍历数组， for-each 是 for 循环的另外一种使用方式 . 能够更方便的完成对数组的遍历 . 可以避免循环条件和更新语句写错
int[] array = {1, 2, 3}; for (int x : array) { System.out.println(x); }
四.数组作为方法的参数
参数传基本数据类型
public static void main(String[] args) { int num = 0; func(num); System.out.println("num = " + num); } public static void func(int x) { x = 10; System.out.println("x = " + x); }
执行结果：
x = 10
num = 0
发现在func方法中修改形参 x 的值, 不影响实参的 num 值
参数传数组类型(引用数据类型)
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 2, 3}; func(arr); System.out.println("arr[0] = " + arr[0]); } public static void func(int[] a) { a[0] = 10; System.out.println("a[0] = " + a[0]); }
执行结果
a[0] = 10
arr[0] = 10
发现在func 方法内部修改数组的内容 , 方法外部的数组内容也发生改变 .
这是因为数组是引用类型，按照引用类型来进行传递，是可以修改其中存放的内容的
所谓的 " 引用 " 本质上只是存了一个地址 . Java 将数组设定成引用类型 , 这样的话后续进行数组参数传参 , 其实只是将数组的地址传入到函数形参中. 这样可以避免对整个数组的拷贝 ( 数组可能比较长 , 那么拷贝开销就会很大 )
作为方法的返回值
我们可以用数组做返回值求得斐波那契数列的前N项
public class TestArray { public static int[] fib(int n){ if(n <= 0){ return null; } int[] array = new int[n]; array[0] = array[1] = 1; for(int i = 2; i < n; ++i){ array[i] = array[i-1] + array[i-2]; } return array; } public static void main(String[] args) { int[] array = fib(10); for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.println(array[i]); } } }
五.java.util.Arrays 常用方法
数组转字符串
Java 中提供了 java.util.Arrays 包 , 其中包含了一些操作数组的常用方法，如 toString 就可以将我们的数组转化为字符串，方便了我们输出
import java.util.Arrays int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; String newArr = Arrays.toString(arr); System.out.println(newArr);
数组拷贝
使用 Arrays 中 copyOf 方法完成数组的拷贝，copyOf 方法在进行数组拷贝时，创建了一个新的数组，arr 和 newArr 引用的不是同一个数组
public static void func() { // newArr和arr引用的是同一个数组 // 因此newArr修改空间中内容之后，arr也可以看到修改的结果 int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; int[] newArr = arr; newArr[0] = 10; System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(arr)); // 使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝： // copyOf方法在进行数组拷贝时，创建了一个新的数组 // arr和newArr引用的不是同一个数组 arr[0] = 1; newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length); System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr)); // 因为arr修改其引用数组中内容时，对newArr没有任何影响 arr[0] = 10; System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr)); System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr)); // 拷贝某个范围. int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 2, 4); System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2)); }
如图：
求数组中元素的平均值
我们可以使用 avg 将数组传入，就可以得到平均值
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; System.out.println(avg(arr)); } public static double avg(int[] arr) { int sum = 0; for (int x : arr) { sum += x; } return (double)sum / (double)arr.length; }
查找数组中指定元素(顺序查找)
使用 find，传入目标数组和要查询的值
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,10,5,6}; System.out.println(find(arr, 10)); } public static int find(int[] arr, int data) { for (int i = 0; i < arr.length; i++) { if (arr[i] == data) { return i; } } return -1; // 表示没有找到 }
查找数组中指定元素(二分查找)
针对 有序数组 , 可以使用更高效的二分查找，以升序数组为例 , 二分查找的思路是先取中间位置的元素 , 然后使用待查找元素与数组中间元素进行比较：
- 如果相等，即找到了返回该元素在数组中的下标
- 如果小于，以类似方式到数组左半侧查找
- 如果大于，以类似方式到数组右半侧查找
public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5,6}; System.out.println(binarySearch(arr, 6)); }
数组排序
Java 中内置了高效的排序算法
public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 5, 2, 7}; Arrays.sort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); }
六.二维数组
二维数组本质上也就是一维数组 , 只不过每个元素又是一个一维数组
基本语法
数据类型 [][] 数组名称 = new 数据类型 [ 行数 ][ 列数 ] { 初始化数据 };
int[][] arr = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}}; for(int row=0;row<arr.length;row++) { for(int col=0;col<arr[row].length;col++) { System.out.printf("%d\t",arr[row][col]); } System.out.println(""); }
二维数组的用法和一维数组并没有明显差别，唯一需要注意的一点是，在省略数组大小的时候，我们不能省略行数，这与c语言是截然相反的
正确格式：
int[][] arr = new int [3][];
错误格式：
int[][] arr = new int [][3]; int[][] arr = new int [][];
