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Java 数组

分类: 文章 • 2024-09-04 11:35:04

Java 数组

数组对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一，当然不同语言对数组的实现及处理也不尽相同。

Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。

你可以声明一个数组变量，如 numbers[100] 来代替直接声明 100 个独立变量 number0，number1，....，number99。

本教程将为大家介绍 Java 数组的声明、创建和初始化，并给出其对应的代码。

声明数组变量

首先必须声明数组变量，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
dataType arrayRefVar1[],arrayRefVar2[]; //  同时声明多个数组

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

dataType arrayRefVar[] 风格是来自 C/C++ 语言 ，在Java中采用是为了让 C/C++ 程序员能够快速理解java语言。

注意：与C/C++不同，Java不允许在声明数组中的方括号内指定数组元素的个数。

若声明int a[12]; 或 int [12] a; 将导致语法错误

实例

下面是这两种语法的代码示例：

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操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

上面的语法语句做了两件事：

  • 一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
  • 二、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，如下所示：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

另外，你还可以使用如下的方式创建数组。

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。

实例

下面的语句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。

TestArray.java 文件代码：

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);
    }
}

以上实例输出结果为：

总和为： 11367.373

注意：与C不同，Java允许使用int型变量的值指定数组元素的个数：

int size = 30;

double number[] = new double[size];

数组一经分配空间，其中的每个元素都被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。（数值类型是0或0.0，引用类型是null）

int []a = new int[5];//a[3]则是0

下标值超出范围（0到长度-1）时，能通过编译但访问时会抛出异常：ArrayIndexOutOfBoundsException


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

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。

示例

该实例完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组：

TestArray.java 文件代码：

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);
    }
}

以上实例编译运行结果如下：

1.9
2.9
3.4
3.5
Total is 11.7
Max is 3.5

length实例变量

Java中的数组是一种对象，它会有自己的实例变量。事实上，数组只有一个公共实例变量，也就是length变量，这个变量值得是数组的长度。
int[] array1 = new int[10];
array1的length的值为10，使用for循环的时候就可以不用事先知道数组的大小：for(int i = 0;i < array1.length; i++)

foreach 循环

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 foreach 循环或者加强型循环，它能在不使用下标的情况下遍历数组。

示例

该实例用来显示数组myList中的所有元素：

TestArray.java 文件代码：

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);
        }
    }
}

以上实例编译运行结果如下：

1.9
2.9
3.4
3.5

数组作为函数的参数

数组可以作为参数传递给方法。

例如，下面的例子就是一个打印 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] + " ");
    }
}

下面例子调用 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

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;
}

以上实例中 result 数组作为函数的返回值。

命令行参数

命令行参数就是用户在执行程序时提供的一些参数，以供程序运行时使用，而不是每次都修改源程序中的数据或者通过标准输入输出读取用户输入的参数。（现在比较流行使用Scanner类）。
在所有的Java程序中都有一个main方法，而这个方法带有一个参数String args[]，这个参数就是main方法接受的用户输入的参数列表，即命令行参数。
public class ArgsDemo
{
   public static void main(String args[])
 {
    System.out.println("共接受到" + args.length + "个参数");
       for(int i = 0;i < args.length;i++)
  System.out.println("第" + i +"个参数" +args[i]);
  }
}

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，例如：

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

多维数组的动态初始化（以二维数组为例）

1. 直接为每一维分配空间，格式如下：

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

type 可以为基本数据类型和复合数据类型，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];

解析：

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，例如：

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("!");

解析：

s[0]=new String[2] 和 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（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]，例如：

num[1][0];

数组拷贝

数组拷贝可以直接把一个数组变量拷贝给另一个，这时候，数组都指向同一个数组。
假如有两个数组array1和array2，执行array1 = array2;这时候两个数组类型变量都指向同一个数组，及原来的array2所指向的数组。
执行数组拷贝后，改变array2中的值，array1的值也会改变。
这样的方法有点“粗暴”，如果只想把一个数组的值拷贝给另一个数组，要使用System类中的arraycopy方法。
System.arraycpy(fromArray,fromIndex,toArray,toIndex,length); // length表示复制length个元素
注意，目标数组必须有足够的空间来存放复制的数据，如果空间不择的话，会抛出异常，并且不会修改该数组。
int[] array1 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int[] array2 = {10,20,30,40,50,60,70,80,90};
System.arraycopy(array1,0,array2,2,5);
结果：10 20 1 2 3 4 5 80 90

数组排序


1.选择排序

思路：对一个长度为n的数组进行n趟遍历，第一趟遍历选出最大（或最小)的元素，将之与数组的第一个元素交换， 然后进行第二趟遍历，再从剩余的元素中选取最大（或者最小）的元素，将之与数组的第二个元素交换。 这样遍历n次之后，得到的就为降序（或者升序）数组。
在数组的排序中需要对数组的两个元素进行交换，这时候可以使用赋值语句来实现，需要一个临时变量来存放数组。
int temp;
temp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = a[i];
这种在排序过程中需要对数组元素进行交换的排序算法，称为“交换排序算法”。选择排序就是一种典型的交换排序算法。
Java 数组
选择排序效率比较低，但是实现是简单的。
2.冒泡排序
把数组中较小的进行上浮操作，从底部开始反复地对数组进行上浮操作n次，最后得到有序数组
  System.out.println();
  for(int i = 0;i < intArray.length;i++)
  {
       index = i;
       keyValue = intArray[i];
      for(int j = i;j < intArray.length;j++)
            if(intArray[i]<keyValue)
冒泡排序过程简洁。

3.快速排序

快速排序是最有名的排序算法，它的效率很高，这也是它名字的由来，实现起来比较复杂。

  System.out.println();
  for(int i = 0;i < intArray.length;i++){
       index = i;
       keyValue = intArray[i];
 for(int j = i;j < intArray.length;j++)

     if(intArray[i]<keyValue)

多维数组

int [][] twoD = new int[5][5];//声明了一个5行5列的二维数组 二维数组的初始化有以下两种方法，一种是直接赋值的方法。 twoD={ 
{1,2,3,4,5},{6,7,8,9,10},{11,12,13,14,15},{16,17,18,19,20},{21,22,23,24,25},
};
第二种即使用循环访问数组的每个元素进行赋值。
int [][] twoD2 = new int[5][5];
int k = 1;
for(int i = 0;i < twoD2.length;i++)
 for(int j = 0;j < twoD2[i].length;j++)
  twoD2[i][j] = k++;
twoD2.length表示数组的行数，twoD2[i].length表示数组的列数。
数组的行数在数组声明时必须确定，列数可以再确定。
int[][] twoD = new int[4][];
twoD[0] = new int[1];
twoD[1] = new int[2];
twoD[2] = new int[3];
twoD[3] = new int[4];
经过上面的声明，在二维数组twoD中，第一行有一个元素，第二行有两个元素，第三个有三个元素，第四行有四个元素。这个数组是一个不规则的数组。

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。

具有以下功能：

  • 给数组赋值：通过 fill 方法。
  • 对数组排序：通过 sort 方法,按升序。
  • 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
  • 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。

具体说明请查看下表：

序号 方法和说明
1 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)。
2 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）。
3 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）。
4 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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