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。

我们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。


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[] arrayName;   // 首选的方法 
 
dataType arrayName[];  // 效果相同,但不是首选方法

注意: 建议使用 dataType[] arrayName
dataType arrayName[] 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。

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操作符来创建动态数组,语法如下:

arrayName = new dataType[arraySize];

上面的语法语句做了两件事:

  1. 使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
  2. 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静态数组。

dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

注意:数组的元素是通过索引访问的。如果数组的长度是n,则数组的第一个元素将是arrayName[0],最后一个元素将是arrayName[n-1]。

/* 
   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。
*/

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

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 For-Each 循环。


//展示了如何创建、初始化和操纵数组:

public class TestArray {
   public static void main(String[] args) {
      double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};
 
      // 利用for循环打印所有数组元素
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         System.out.println(myList[i] + " ");
      }
      // 利用for循环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);
      // 利用for循环查找最大元素
      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);
   }
}

编译运行结果如下:
1.9
2.9
3.4
3.5
Total is 11.7
Max is 3.5

For-Each 循环

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型,被称为 For-Each 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。

语法格式如下:

for(type element: array)
{
    System.out.println(element);
}
//显示数组 myList 中的所有元素:

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);
      }
   }
}

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。

//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] + " ");
  }
}

调用 printArray 方法打印出 3,1,2,6,4 , 2:
printArray(new int[]{3, 1, 2, 6, 4, 2});

数组作为函数的返回值

//reverse 方法的返回值为 result 数组:

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;
}

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:

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

//在这里,我们创建了一个名为a的多维数组。它是一个二维数组,最多可以容纳12个元素




column1

column2

column3

column4

row1

a[0][0]

a[0][1]

a[0][2]

a[0][3]

row2

a[1][0]

a[1][1]

a[1][2]

a[1][3]

row3

a[2][0]

a[2][1]

a[2][2]

a[2][3]



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[][] typeName = new type[typeLength1][typeLength2];

type 为数据类型,typeLength1 和 typeLength2 必须为正整数,typeLength1 为行数,typeLength2 为列数。

二维数组 a 可以看成一个两行三列的数组。
int [][] = new int[2][3];

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];//第一行俩个数
s[1] = new String[3];//第二行三个数
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];



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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)。