Java 數(shù)組(Array)存儲數(shù)據(jù)的“排排坐”(最新推薦)
大家好!?? 咱們在編程時,經(jīng)常需要處理一批相同類型的數(shù)據(jù),比如班級里所有同學(xué)的成績 ??、一周每天的最高氣溫 ???、或者購物車?yán)锏纳唐妨斜???。如果為每個數(shù)據(jù)都聲明一個單獨的變量(score1, score2, score3…),那代碼不得寫“瘋”了???
這時候,就輪到 Java 中的一個基礎(chǔ)且重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)登場了——數(shù)組 (Array)!你可以把它 想象成一排帶編號的儲物柜 或者一個雞蛋托 ??,專門用來整齊地存放 多個相同類型 的數(shù)據(jù)。今天,我們就來把數(shù)組這個“老朋友”徹底搞明白!
一、 數(shù)組到底是個啥???
簡單來說,數(shù)組就是一個固定大小的容器 ??,里面存放的元素必須是相同的數(shù)據(jù)類型。
幾個關(guān)鍵特性要記?。?/p>
- 類型統(tǒng)一:一個
int數(shù)組里只能放int,一個String數(shù)組里只能放String。不能混裝!?? - 長度固定 : 數(shù)組一旦創(chuàng)建,它的長度(能裝多少個元素)就不能再改變了!這是數(shù)組最核心的限制之一 ??。
- 連續(xù)存儲 (通常): 在內(nèi)存中,數(shù)組的元素通常是連續(xù)存放的,這使得通過索引訪問元素非常快 ??。
- 索引訪問 : 每個元素都有一個唯一的索引(編號),從 0 開始!通過索引可以快速定位和訪問元素。
二、 創(chuàng)建和使用數(shù)組 ??
怎么在代碼里用數(shù)組呢?主要分兩步:聲明和初始化。
2.1 聲明數(shù)組引用
告訴編譯器:“我要一個能指向某種類型數(shù)組的變量”。
// 推薦的聲明方式 int[] scores; String[] names; double[] prices; // C/C++ 風(fēng)格的聲明方式 (也能用,但不推薦) // int scores[]; // String names[];
注意:這只是聲明了一個引用變量,它現(xiàn)在還是 null,并沒有指向任何實際的數(shù)組內(nèi)存空間。
2.2 初始化數(shù)組(分配空間/賦值)
初始化才是真正創(chuàng)建數(shù)組對象、分配內(nèi)存空間的時候。有兩種主要方式:
方式一:使用 new 指定長度
這是最常用的方式,你知道需要多大的數(shù)組,但還不確定里面的具體值。
// 創(chuàng)建一個能存放 5 個 int 的數(shù)組 scores = new int[5]; // 分配了 5 個 int 的空間 // 創(chuàng)建一個能存放 10 個 String 的數(shù)組 names = new String[10]; // 分配了 10 個 String 引用的空間 // 聲明和初始化可以合并 double[] salaries = new double[50];
重點??: 使用 new 創(chuàng)建數(shù)組后,里面的元素會被自動賦予默認值:
- 數(shù)值類型 (int, double etc.):
0或0.0 - boolean:
false - char:
\u0000(空字符) - 引用類型 (String, Object etc.):
null
方式二:靜態(tài)初始化 (直接提供元素值)
如果你在創(chuàng)建數(shù)組時就已經(jīng)知道里面要放哪些元素了,可以用這種更簡潔的方式。編譯器會根據(jù)你提供的值自動確定數(shù)組的長度。
// 直接提供初始值,長度由編譯器確定 (這里是 4)
int[] initialScores = {90, 85, 92, 78};
// 聲明和靜態(tài)初始化合并
String[] weekdays = {"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday"};
// 不能分開寫!下面這樣是錯誤的 ?
// int[] numbers;
// numbers = {1, 2, 3}; // 編譯錯誤
// 必須這樣寫:
int[] numbers;
numbers = new int[]{1, 2, 3}; // 或者聲明時就初始化2.3 訪問數(shù)組元素:靠索引 [] ??
數(shù)組的核心操作就是通過索引來存取元素。記住:索引從 0 開始! 非常非常重要! ??
public class ArrayAccess {
public static void main(String[] args) {
String[] fruits = {"Apple <??>", "Banana <??>", "Orange <??>"}; // 長度為 3
// 訪問元素 (索引 0, 1, 2)
System.out.println("First fruit: " + fruits[0]); // Apple <??> (索引 0)
System.out.println("Second fruit: " + fruits[1]); // Banana <??> (索引 1)
System.out.println("Third fruit: " + fruits[2]); // Orange <??> (索引 2)
// 修改元素
fruits[1] = "Grape <??>"; // 把第 2 個元素 (索引 1) 改成 Grape
System.out.println("Second fruit now: " + fruits[1]); // Grape <??>
// 嘗試訪問不存在的索引?后果很嚴(yán)重!
// System.out.println(fruits[3]); // 運行時錯誤??: ArrayIndexOutOfBoundsException
}
}2.4 獲取數(shù)組長度:.length 屬性 ??
想知道數(shù)組能裝多少東西?用 .length 屬性(注意:是屬性,不是方法,后面沒有括號 (),這點和 String 的 length() 方法不同,容易混淆?。?。
int[] data = new int[10];
System.out.println("Length of data array: " + data.length); // Output: 10
String[] colors = {"Red", "Green", "Blue"};
System.out.println("Number of colors: " + colors.length); // Output: 3.length 在循環(huán)遍歷數(shù)組時特別有用。
三、 遍歷數(shù)組:挨個“點名” ??♀???♂?
遍歷數(shù)組就是按順序訪問數(shù)組中的每一個元素,通常用循環(huán)來實現(xiàn)。
3.1 使用傳統(tǒng) for 循環(huán)
最靈活的方式,因為你可以拿到當(dāng)前的索引 i。
public class ForLoopArray {
public static void main(String[] args) {
double[] readings = {12.5, 13.1, 11.8, 12.9};
System.out.println("Sensor Readings:");
// 循環(huán)條件通常是 i < array.length
for (int i = 0; i < readings.length; i++) {
System.out.println("Reading at index " + i + ": " + readings[i]);
}
}
}3.2 使用增強型 for 循環(huán) (for-each)
如果不需要關(guān)心索引,只是想依次處理每個元素,這種方式更簡潔、易讀。
import java.util.ArrayList; // 只是為了演示集合遍歷
import java.util.List;
public class ForEachArray {
public static void main(String[] args) {
char[] vowels = {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'};
System.out.print("Vowels: ");
// 依次取出 vowels 數(shù)組中的每個 char 賦給變量 vowel
for (char vowel : vowels) {
System.out.print(vowel + " ");
}
System.out.println(); // 輸出: a e i o u
// 同樣適用于集合 (比如 ArrayList)
// List<String> names = new ArrayList<>(); ...
// for (String name : names) { ... }
}
}如何選擇? 如果需要索引(比如要根據(jù)索引修改元素,或者需要知道當(dāng)前是第幾個元素),用傳統(tǒng) for。如果只是讀取每個元素的值,增強型 for 通常更好。
四、 數(shù)組的“常見煩惱” ????
使用數(shù)組時,有幾個經(jīng)典錯誤你很可能會遇到:
ArrayIndexOutOfBoundsException<??>: 這是最常見的數(shù)組錯誤!當(dāng)你試圖訪問一個不存在的索引時(比如索引 < 0,或者索引 >=array.length),就會拋出這個運行時異常。寫循環(huán)時要特別小心邊界條件!NullPointerException: 如果你的數(shù)組引用變量本身是null(即它沒有指向任何數(shù)組對象),而你試圖訪問它的.length屬性或者通過索引訪問元素(如nullArray[0]),就會得到這個運行時異常。- 使用數(shù)組前,確保它已經(jīng)被正確初始化了!長度固定不變 <??>: 前面強調(diào)過,數(shù)組長度一旦確定就不能改。如果你的程序需要一個可以動態(tài)增刪元素的容器,那么 Java 集合框架中的
ArrayList等類通常是更好的選擇。
五、 超出基礎(chǔ):多維數(shù)組與 Arrays工具類 ????
5.1 多維數(shù)組
你可以創(chuàng)建“數(shù)組的數(shù)組”,最常見的是二維數(shù)組,可以把它想象成一個表格或矩陣 ?。
// 創(chuàng)建一個 3行 4列 的 int 二維數(shù)組
int[][] matrix = new int[3][4];
// 靜態(tài)初始化
String[][] board = {
{"X", "O", "X"},
{"O", "X", "O"},
{"X", "O", "X"}
};
// 訪問元素需要兩個索引
matrix[0][1] = 5; // 設(shè)置第 1 行第 2 列 (索引都是從 0 開始)
System.out.println("Board[1][1]: " + board[1][1]); // Output: X遍歷二維數(shù)組通常需要嵌套循環(huán)。
5.2 java.util.Arrays 工具類 <???>
Java 提供了一個非常有用的 Arrays 類(在 java.util 包下),里面包含了很多操作數(shù)組的static方法,能省不少事:
Arrays.toString(array): 把數(shù)組轉(zhuǎn)換成易于閱讀的字符串形式,方便打印調(diào)試,強烈推薦!??Arrays.sort(array): 對數(shù)組進行排序(原地排序)。Arrays.fill(array, value): 用指定值填充整個數(shù)組。Arrays.copyOf(originalArray, newLength): 復(fù)制原數(shù)組的一部分或全部到一個新的數(shù)組(可以用來變相“擴展”數(shù)組)。Arrays.equals(array1, array2): 比較兩個數(shù)組的內(nèi)容是否相等(注意,不是用==比地址)。
import java.util.Arrays; // <--- 別忘了導(dǎo)入!
public class ArraysUtilDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {5, 2, 8, 1, 9};
// 好看的打印方式
System.out.println("Original array: " + Arrays.toString(nums));
// 排序
Arrays.sort(nums);
System.out.println("Sorted array: " + Arrays.toString(nums));
// 填充
int[] filled = new int[5];
Arrays.fill(filled, -1);
System.out.println("Filled array: " + Arrays.toString(filled));
// 復(fù)制 (取前 3 個元素)
int[] copied = Arrays.copyOf(nums, 3); // nums 已經(jīng)是排序后的 {1, 2, 5, 8, 9}
System.out.println("Copied first 3: " + Arrays.toString(copied));
}
}六、總結(jié) ??
數(shù)組是 Java 中存儲固定數(shù)量、相同類型元素的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
- 核心特性:類型統(tǒng)一、長度固定、索引訪問 (從 0 開始)。
- 創(chuàng)建方式:
new Type[size]或靜態(tài)初始化{...}。 - 訪問與長度:使用
array[index]訪問,.length獲取長度。 - 遍歷:常用
for或增強for循環(huán)。 - 常見陷阱 ??:
ArrayIndexOutOfBoundsException,NullPointerException, 長度固定限制。 - 好幫手 <???>:
java.util.Arrays類提供了很多實用方法。
雖然 ArrayList 等集合類在靈活性上更勝一籌,但數(shù)組在性能(尤其是訪問速度)和表示固定大小數(shù)據(jù)集時仍然有其優(yōu)勢,并且是理解集合類的基礎(chǔ)。所以,扎實掌握數(shù)組非常重要!
七、練練手,檢驗成果!????
來,動手寫寫代碼,鞏固一下!
? 基礎(chǔ)操作 ?
- 聲明一個可以存放 10 個
double類型數(shù)據(jù)的數(shù)組prices,并將其所有元素初始化為9.99(使用循環(huán)或Arrays.fill)。 - 創(chuàng)建一個
String數(shù)組colors,包含 “Red”, “Green”, “Blue”, “Yellow”。然后,修改第三個元素 (“Blue”) 為 “Purple”,并打印修改后的數(shù)組內(nèi)容 (使用Arrays.toString)。
? 循環(huán)與計算 ?
- 給定一個
int數(shù)組scores = {88, 92, 75, 98, 85},計算并打印數(shù)組中所有分?jǐn)?shù)的平均值 (注意結(jié)果可能是小數(shù))。 - 查找數(shù)組
int[] data = {5, -2, 9, 15, -8, 1}中的最大值,并打印出來。
? 概念辨析 ?
- 嘗試解釋為什么數(shù)組的索引是從 0 開始而不是從 1 開始?(提示:可以從內(nèi)存地址和偏移量角度思考,或說明其歷史淵源和編程習(xí)慣)
- 比較數(shù)組 (
int[]) 和ArrayList<Integer>的主要區(qū)別,尤其是在大小和類型方面。
八、參考答案 ???
? 基礎(chǔ)操作答案 ?
1.初始化 prices 數(shù)組:
import java.util.Arrays;
public class InitPrices {
public static void main(String[] args) {
double[] prices = new double[10];
// 方法一:使用循環(huán)
// for (int i = 0; i < prices.length; i++) {
// prices[i] = 9.99;
// }
// 方法二:使用 Arrays.fill (更推薦)
Arrays.fill(prices, 9.99);
System.out.println("Initialized prices: " + Arrays.toString(prices));
}
}2.修改 colors 數(shù)組:
import java.util.Arrays;
public class ModifyColors {
public static void main(String[] args) {
String[] colors = {"Red", "Green", "Blue", "Yellow"};
System.out.println("Original colors: " + Arrays.toString(colors));
// 第三個元素索引是 2
if (colors.length > 2) { // 做個簡單檢查防止越界
colors[2] = "Purple <??>";
}
System.out.println("Modified colors: " + Arrays.toString(colors));
// 輸出: Modified colors: [Red, Green, Purple <??>, Yellow]
}
}? 循環(huán)與計算答案 ?
3.計算平均分:
import java.util.Arrays;
public class AverageScore {
public static void main(String[] args) {
int[] scores = {88, 92, 75, 98, 85};
if (scores.length == 0) {
System.out.println("Array is empty, cannot calculate average.");
return;
}
int sum = 0;
for (int score : scores) {
sum += score;
}
// 注意:為了得到精確的小數(shù)結(jié)果,需要將 sum 或 length 轉(zhuǎn)為 double
double average = (double) sum / scores.length;
// 或者 double average = sum * 1.0 / scores.length;
System.out.println("Scores: " + Arrays.toString(scores));
System.out.println("Average score: " + average); // 輸出: Average score: 87.6
}
}4.查找最大值:
import java.util.Arrays;
public class FindMaxValue {
public static void main(String[] args) {
int[] data = {5, -2, 9, 15, -8, 1};
if (data.length == 0) {
System.out.println("Array is empty.");
return;
}
int max = data[0]; // 假設(shè)第一個元素是最大值
for (int i = 1; i < data.length; i++) {
if (data[i] > max) {
max = data[i]; // 如果找到更大的,更新 max
}
}
System.out.println("Data: " + Arrays.toString(data));
System.out.println("Maximum value: " + max); // 輸出: Maximum value: 15
}
}? 概念辨析答案 ?
5.為什么索引從 0 開始?
這主要是歷史原因和底層實現(xiàn)效率的考慮。在 C 語言(Java 的重要祖先)及更早的語言中,數(shù)組名通常代表數(shù)組第一個元素在內(nèi)存中的起始地址。訪問數(shù)組元素 array[i],實際上是計算 起始地址 + i * 每個元素的大小 來找到第 i+1 個元素的地址。如果索引從 0 開始,那么訪問第一個元素 array[0] 就是 起始地址 + 0 * size,即起始地址本身,計算最簡單、最高效。如果從 1 開始,訪問第一個元素 array[1] 就需要計算 起始地址 + (1-1) * size,多了一步減法。這種從 0 開始的索引(稱為 zero-based indexing)已經(jīng)成為 C 家族語言(包括 C++, Java, C#, JavaScript 等)的編程慣例。
6.int[] vs ArrayList<Integer> 區(qū)別:
- 大小:
int[]: 大小固定。一旦創(chuàng)建,長度不能改變。ArrayList<Integer>: 大小可變。可以動態(tài)添加或刪除元素,其內(nèi)部容量會自動調(diào)整(雖然可能涉及性能開銷)。
- 類型:
int[]: 存儲的是基本數(shù)據(jù)類型int的值。ArrayList<Integer>: 存儲的是包裝類<font color="purple">Integer</font>的對象引用。它不能直接存儲基本類型int(但 Java 的自動裝箱/拆箱機制使得使用起來很像在存取int)。
- 功能:
ArrayList提供了更多現(xiàn)成的方法(如add,remove,contains,size等),而數(shù)組功能相對基礎(chǔ)(主要靠索引和Arrays工具類)。 - 性能: 對于固定大小且頻繁訪問的場景,數(shù)組通常比
ArrayList性能稍好(特別是對于基本類型數(shù)組,避免了裝箱/拆箱開銷和對象引用的開銷)。
希望這篇關(guān)于數(shù)組的筆記能幫你打下堅實的基礎(chǔ)!用熟了它,再去看集合框架就會感覺輕松很多!如果覺得有幫助,別忘了 點贊??、收藏?、關(guān)注 哦!感謝!??
到此這篇關(guān)于Java 基礎(chǔ)--數(shù)組(Array):存儲數(shù)據(jù)的“排排坐”的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java數(shù)組Array內(nèi)容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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