Java数组的定义与常用使用方法-阿里云开发者社区

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 [][];

Java数组的定义与常用使用方法