前言

本章是關(guān)于Java數(shù)組的最全匯總，本篇為匯總上篇，主要講了一維數(shù)組的相關(guān)內(nèi)容。

數(shù)組是最常見的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是相同類型的用一個標(biāo)識符封裝到一起的基本類型數(shù)據(jù)序列或者對象序列。

數(shù)組使用一個統(tǒng)一的數(shù)組名和不同的下標(biāo)來唯一確定數(shù)組中的元素。

實質(zhì)上，數(shù)組是一個簡單的線性序列，因此訪問速度很快。

本章將詳細(xì)介紹 Java 中數(shù)組的創(chuàng)建、初始化和處理方法，如獲取數(shù)組長度、查找數(shù)組元素和數(shù)組排序等。

本章學(xué)習(xí)要點

1. 掌握一維數(shù)組的創(chuàng)建方法
2. 掌握一維數(shù)組的初始化方法
3. 熟練掌握一維數(shù)組的應(yīng)用
4. 掌握二維數(shù)組的創(chuàng)建
5. 掌握二維數(shù)組的初始化
6. 熟練掌握二維數(shù)組元素的訪問方式
7. 掌握數(shù)組的復(fù)制方法
8. 掌握搜索數(shù)組元素的方法
9. 掌握對數(shù)組的排序算法

Java數(shù)組簡介：數(shù)組是什么？

在某些情況下，雖然可以使用單個變量來存儲信息，但是如果需要存儲的信息較多（例如存儲 50 名學(xué)生的成績），這時再依次創(chuàng)建變量聲明并賦值顯得非常麻煩。

隨著處理的信息量越來越大，工作也就越來越煩瑣，這時可以使用數(shù)組或集合來存儲信息。

通過使用數(shù)組，可以在很大程度上縮短和簡化程序代碼，從而提高應(yīng)用程序的效率。

數(shù)組（array）是一種最簡單的復(fù)合數(shù)據(jù)類型，它是有序數(shù)據(jù)的集合，數(shù)組中的每個元素具有相同的數(shù)據(jù)類型，可以用一個統(tǒng)一的數(shù)組名和不同的下標(biāo)來確定數(shù)組中唯一的元素。

根據(jù)數(shù)組的維度，可以將其分為一維數(shù)組、二維數(shù)組和多維數(shù)組等。

在計算機語言中數(shù)組是非常重要的集合類型，大部分計算機語言中數(shù)組具有如下三個基本特性：

1. 一致性：數(shù)組只能保存相同數(shù)據(jù)類型元素，元素的數(shù)據(jù)類型可以是任何相同的數(shù)據(jù)類型。
2. 有序性：數(shù)組中的元素是有序的，通過下標(biāo)訪問。
3. 不可變性：數(shù)組一旦初始化，則長度（數(shù)組中元素的個數(shù)）不可變。

總的來說，數(shù)組具有以下特點：

• 數(shù)組可以是一維數(shù)組、二維數(shù)組或多維數(shù)組。
• 數(shù)值數(shù)組元素的默認(rèn)值為 0，而引用元素的默認(rèn)值為 null。
• 數(shù)組的索引從 0 開始，如果數(shù)組有 n 個元素，那么數(shù)組的索引是從 0 到（n-1）。
• 數(shù)組元素可以是任何類型，包括數(shù)組類型。
• 數(shù)組類型是從抽象基類 Array 派生的引用類型。

注意：如果你熟悉 C/C++，請注意，Java 數(shù)組的工作原理與它們不同。

在 Java 中數(shù)組的下標(biāo)是從零開始的，很多計算機語言的數(shù)組下標(biāo)也從零開始。

Java 數(shù)組下標(biāo)訪問運算符是中括號，如 intArray[0]，表示訪問 intArray 數(shù)組的第一個元素，0 是第一個元素的下標(biāo)。

Java 中的數(shù)組本身是引用數(shù)據(jù)類型，它的長度屬性是 length。

Java一維數(shù)組的定義、賦值和初始化

當(dāng)數(shù)組中每個元素都只帶有一個下標(biāo)時，這種數(shù)組就是“一維數(shù)組”。

一維數(shù)組（one-dimensional array）實質(zhì)上是一組相同類型數(shù)據(jù)的線性集合，是數(shù)組中最簡單的一種數(shù)組。

數(shù)組是引用數(shù)據(jù)類型，引用數(shù)據(jù)類型在使用之前一定要做兩件事情：聲明和初始化。所以本文將重點介紹一維數(shù)組的創(chuàng)建、初始化和使用。

創(chuàng)建一維數(shù)組

為了在程序中使用一個數(shù)組，必須聲明一個引用該數(shù)組的變量，并指明整個變量可以引用的數(shù)組類型。

聲明一維數(shù)組的語法格式為：

type[] arrayName; // 數(shù)據(jù)類型[] 數(shù)組名;

或者

type arrayName[]; // 數(shù)據(jù)類型 數(shù)組名[];

可見數(shù)組的聲明有兩種形式：一種是中括號”[]“跟在元素數(shù)據(jù)類型之后，另一種是中括號”[]“跟在變量名之后。

對于以上兩種語法格式而言，Java 更推薦采用第一種聲明格式，因為第一種格式不僅具有更好的語意，而且具有更好的可讀性。

對于第一種格式

type[] arrayName

很容易理解這是定義一個變量，其中變量名是 arrayName，而變量類型是 type[]。

前面已經(jīng)指出：type[] 確實是一種新類型，與 type 類型完全不同（例如 int 類型是基本類型，但 int[] 是引用類型）。

因此，這種方式既容易理解，也符合定義變量的語法。

但第二種格式

type arrayName[]

可讀性就差了，看起來好像定義了一個類型為 type 的變量，而變量名是 arrayName[]，這與真實的含義相去甚遠(yuǎn)。

可能有些讀者非常喜歡

type arrayName[]

這種定義數(shù)組的方式，這可能是因為早期某些計算機讀物的誤導(dǎo)，從現(xiàn)在開始最好就不要再使用這種糟糕的方式了。

提示：Java 的模仿者 C# 就不再支持

type arrayName[]

這種語法，它只支持第一種定義數(shù)組的語法。

以上兩種格式都可以聲明一個數(shù)組，其中的數(shù)據(jù)類型既可以是基本數(shù)據(jù)類型，也可以是引用數(shù)據(jù)類型。

數(shù)組名可以是任意合法的變量名。

聲明數(shù)組就是要告訴計算機該數(shù)組中數(shù)據(jù)的類型是什么。例如：

int[] score;    // 存儲學(xué)生的成績，類型為整型double[] price;    // 存儲商品的價格，類型為浮點型String[] name;    // 存儲商品名稱，類型為字符串型

在聲明數(shù)組時不需要規(guī)定數(shù)組的長度，例如：

int score[10]; // 這是錯誤的

注意：在聲明數(shù)組變量時千萬不要漏寫[]。

分配空間

聲明了數(shù)組，只是得到了一個存放數(shù)組的變量，并沒有為數(shù)組元素分配內(nèi)存空間，不能使用。

因此要為數(shù)組分配內(nèi)存空間，這樣數(shù)組的每一個元素才有一個空間進(jìn)行存儲。

簡單地說，分配空間就是要告訴計算機在內(nèi)存中為它分配幾個連續(xù)的位置來存儲數(shù)據(jù)。

在 Java 中可以使用 new 關(guān)鍵字來給數(shù)組分配空間。分配空間的語法格式如下：

arrayName = new type[size]; // 數(shù)組名 = new 數(shù)據(jù)類型[數(shù)組長度];

其中，數(shù)組長度就是數(shù)組中能存放的元素個數(shù)，顯然應(yīng)該為大于 0 的整數(shù)，例如：

score = new int[10];price = new double[30];name = new String[20];

這里的 score 是已經(jīng)聲明過的 int[] 類型的變量，當(dāng)然也可以在聲明數(shù)組時就給它分配空間，語法格式如下：

type[] arrayName = new type[size]; // 數(shù)據(jù)類型[] 數(shù)組名 = new 數(shù)據(jù)類型[數(shù)組長度];

例 1

例如，聲明并分配一個長度為 5 的 int 類型數(shù)組 arr，代碼如下：

int[] arr = new int[5];

執(zhí)行后 arr 數(shù)組在內(nèi)存中的格式如圖 1 所示。

圖 1 一維數(shù)組的內(nèi)存格式

在圖 1 中 arr 為數(shù)組名稱，方括號“[]”中的值為數(shù)組的下標(biāo)。

數(shù)組通過下標(biāo)來區(qū)分?jǐn)?shù)組中不同的元素，并且下標(biāo)是從 0 開始的。

因此這里包含 5 個元素的 arr 數(shù)組最大下標(biāo)為 4。

注意：一旦聲明了數(shù)組的大小，就不能再修改。這里的數(shù)組長度也是必需的，不能少。

盡管數(shù)組可以存儲一組基本數(shù)據(jù)類型的元素，但是數(shù)組整體屬于引用數(shù)據(jù)類型。

當(dāng)聲明一個數(shù)組變量時，其實是創(chuàng)建了一個類型為“數(shù)據(jù)類型[]”（如 int[]、double[]、String[]）的數(shù)組對象。

初始化一維數(shù)組

Java 語言中數(shù)組必須先初始化，然后才可以使用。

所謂初始化，就是為數(shù)組的數(shù)組元素分配內(nèi)存空間，并為每個數(shù)組元素賦初始值。

能不能只分配內(nèi)存空間，不賦初始值呢？

不行，一旦為數(shù)組的每個數(shù)組元素分配了內(nèi)存空間，每個內(nèi)存空間里存儲的內(nèi)容就是該數(shù)組元素的值，即使這個內(nèi)存空間存儲的內(nèi)容為空，這個空也是一個值（null）。

不管以哪種方式來初始化數(shù)組，只要為數(shù)組元素分配了內(nèi)存空間，數(shù)組元素就具有了初始值。

初始值的獲得有兩種形式，一種由系統(tǒng)自動分配，另一種由程序員指定。

數(shù)組在初始化數(shù)組的同時，可以指定數(shù)組的大小，也可以分別初始化數(shù)組中的每一個元素。

在 Java 語言中，初始化數(shù)組有以下 3 種方式。

使用 new 指定數(shù)組大小后進(jìn)行初始化

使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建數(shù)組，在創(chuàng)建時指定數(shù)組的大小。語法如下：

type[] arrayName = new int[size];

創(chuàng)建數(shù)組之后，元素的值并不確定，需要為每一個數(shù)組的元素進(jìn)行賦值，其下標(biāo)從 0 開始。

例 2

創(chuàng)建包含 5 個元素的 int 類型的數(shù)組，然后分別將元素的值設(shè)置為 1、2、3、5 和 8。代碼如下：

int[] number = new int[5];
number[0] = 1;
number[1] = 2;
number[2] = 3;
number[3] = 5;
number[4] = 8;

如果程序員只指定了數(shù)組的長度，那么系統(tǒng)將負(fù)責(zé)為這些數(shù)組元素分配初始值。指定初始值時，系統(tǒng)按如下規(guī)則分配初始值。

• 數(shù)組元素的類型是基本類型中的整數(shù)類型（byte、short、int 和 long），則數(shù)組元素的值是 0。
• 數(shù)組元素的類型是基本類型中的浮點類型（float、double），則數(shù)組元素的值是 0.0。
• 數(shù)組元素的類型是基本類型中的字符類型（char），則數(shù)組元素的值是‘\u0000’。
• 數(shù)組元素的類型是基本類型中的布爾類型（boolean），則數(shù)組元素的值是 false。
• 數(shù)組元素的類型是引用類型（類、接口和數(shù)組），則數(shù)組元素的值是 null。

使用 new 指定數(shù)組元素的值

使用上述方式初始化數(shù)組時，只有在為元素賦值時才確定值。

可以不使用上述方式，而是在初始化時就已經(jīng)確定值。語法如下：

type[] arrayName = new type[]{值 1,值 2,值 3,值 4,? ? ?,值 n};

例 3

更改例 2 中的代碼，使用 new 直接指定數(shù)組元素的值。代碼如下：

int[] number = new int[]{1, 2, 3, 5, 8};

上述代碼的效果等價于例 2 的效果。

注意：不要在進(jìn)行數(shù)組初始化時，既指定數(shù)組的長度，也為每個數(shù)組元素分配初始值，這樣會造成代碼錯誤。例如下面代碼：

int[] number = new int [5] {1,2,3,4,5};

3）直接指定數(shù)組元素的值

在上述兩種方式的語法中，type 可以省略，如果已經(jīng)聲明數(shù)組變量，那么直接使用這兩種方式進(jìn)行初始化。

如果不想使用上述兩種方式，那么可以不使用 new 直接指定數(shù)組元素的值。語法如下：

type[] arrayName = {值 1,值 2,值 3,...,值 n};

例 4

在前面例子的基礎(chǔ)上更改代碼，直接使用上述語法實現(xiàn) number 數(shù)組的初始化。代碼如下：

int[] number = {1,2,3,5,8};

使用這種方式時，數(shù)組的聲明和初始化操作要同步，即不能省略數(shù)組變量的類型。如下的代碼就是錯誤的：

int[] number;
number = {1,2,3,5,8};

獲取單個元素

獲取單個元素是指獲取數(shù)組中的一個元素，如第一個元素或最后一個元素。

獲取單個元素的方法非常簡單，指定元素所在數(shù)組的下標(biāo)即可。語法如下：

arrayName[index];

其中，arrayName 表示數(shù)組變量，index 表示下標(biāo)，下標(biāo)為 0 表示獲取第一個元素，下標(biāo)為 array.length-1 表示獲取最后一個元素。

當(dāng)指定的下標(biāo)值超出數(shù)組的總長度時，會拋出 ArraylndexOutOfBoundsException 異常。

例 5

獲取 number 數(shù)組中的第一個元素、最后一個元素和第六個元素，并將元素的值輸出。代碼如下：

int[] number = {1,2,3,5,8};
System.out.println("獲取第一個元素："+number[0]);
System.out.println("獲取最后一個元素："+number[number.length-1]);
System.out.println("獲取第6個元素："+number[5]);

執(zhí)行上述代碼，輸出結(jié)果如下所示：

獲取第一個元素：1
獲取最后一個元素：8
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 5

我們一共存入了 5 個值，所以下標(biāo)的取值為 0~4。

因為 number[5] 取出的內(nèi)容超過了這個下標(biāo)，所以輸出結(jié)果會提示數(shù)組索引超出綁定異常（ArrayIndexOutOfBoundsException）。

這一點是在使用數(shù)組中是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，大家在編寫程序時應(yīng)該引起注意。

例 6

編寫一個 Java 程序，使用數(shù)組存放錄入的 5 件商品價格，然后使用下標(biāo)訪問第 3 個元素的值。

import java.util.Scanner;
public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] prices = new int[5]; // 聲明數(shù)組并分配空間
        Scanner input = new Scanner(System.in); // 接收用戶從控制臺輸入的數(shù)據(jù)
        for (int i = 0; i < prices.length; i++) {
            System.out.println("請輸入第" + (i + 1) + "件商品的價格：");
            prices[i] = input.nextInt(); // 接收用戶從控制臺輸入的數(shù)據(jù)
        }
        System.out.println("第 3 件商品的價格為：" + prices[2]);
    }
}

上述代碼的“int[] prices = new int[5]”語句創(chuàng)建了需要 5 個元素空間的 prices 數(shù)組，然后結(jié)合 for 循環(huán)向數(shù)組中的每個元素賦值。

注意：在 Java 中取得數(shù)組的長度（也就是數(shù)組元素的長度）可以利用“數(shù)組名稱.length”，返回一個 int 型數(shù)據(jù)。

數(shù)組的索引從 0 開始，而 for 循環(huán)中的變量 i 也從 0 開始，因此 score 數(shù)組中的元素可以使用 scored 來表示，大大簡化了代碼。

最后使用 prices[2] 獲取 prices 數(shù)組的第 3 個元素，最終運行效果如下所示。

請輸入第1件商品的價格：
5
請輸入第2件商品的價格：
4
請輸入第3件商品的價格：
6
請輸入第4件商品的價格：
4
請輸入第5件商品的價格：
8
第 3 件商品的價格為：6

獲取全部元素

當(dāng)數(shù)組中的元素數(shù)量不多時，要獲取數(shù)組中的全部元素，可以使用下標(biāo)逐個獲取元素。

但是，如果數(shù)組中的元素過多，再使用單個下標(biāo)則顯得煩瑣，此時使用一種簡單的方法可以獲取全部元素——使用循環(huán)語句。

下面利用 for 循環(huán)語句遍歷 number 數(shù)組中的全部元素，并將元素的值輸出。代碼如下：

int[] number = {1,2,3,5,8};
for (int i=0;i<number.length;i++) {
    System.out.println("第"+(i+1)+"個元素的值是："+number[i]);
}

除了使用 for 語句，還可以使用 foreach 遍歷數(shù)組中的元素，并將元素的值輸出。代碼如下:

for(int val:number) {
    System.out.print("元素的值依次是："+val+"\t");
}

到此這篇關(guān)于Java數(shù)組(Array)最全匯總(上篇)的文章就介紹到這了,其他兩個部分的內(nèi)容(中、下篇)請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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