Java数组详解 -- 基础知识与常用操作

曾经终败给现在 2023-10-14 15:55 55阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  前言
 *  一、初识数组
 *   *  1. 数组的定义
     *  2. 数组的特点
     *  3. 声明和初始化数组
     *  4. 默认初始化值
 *  二、访问和操作数组元素
 *   *  1. 数组的索引和范围
     *  2. 通过索引访问数组元素
     *  3. 修改数组元素的值
 *  三、数组的长度和属性
 *   *  1. 数组的长度计算
     *  2. 数组的长度属性
     *  3. 数组越界的错误
 *  四、数组的遍历
 *   *  1. for循环遍历数组
     *  2. 增强for循环遍历数组
     *  3. 遍历多维数组
 *  五、多维数组
 *   *  1. 二维数组的定义和初始化
     *  2. 访问和操作二维数组元素
 *  六、数组的注意事项和扩展
 *   *  1. 数组长度的不可变性
     *  2. 数组的复制和排序
     *  3. 数组的查找
     *  4. 动态数组的实现：ArrayList
 *  总结

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# 前言 #

为了巩固所学的知识，作者尝试着开始发布一些学习笔记类的博客，方便日后回顾。当然，如果能帮到一些萌新进行新技术的学习那也是极好的。作者菜菜一枚，文章中如果有记录错误，欢迎读者朋友们批评指正。  
（博客的参考源码以及可以在我主页的资源里找到，如果在学习的过程中有什么疑问欢迎大家在评论区向我提出）

# 一、初识数组 #

**数组是一种可以容纳多个相同类型数据元素的数据结构**。它是Java编程中常用的数据类型，用于存储和操作一组数据。数组提供了一个**连续的内存空间**来存储多个元素，并**通过索引来访问和操作**其中的每个元素。

## 1. 数组的定义 ##

在Java中，可以使用以下语法来定义一个数组：

dataType[] arrayName;

其中，**dataType**表示数组中元素的数据类型，**arrayName**是数组的名称。

## 2. 数组的特点 ##

**1. 数组具有以下特点：**

*  **数组长度固定**：一旦数组被创建，其长度就是固定的，无法动态改变
 *  .**存储相同类型的数据**：数组中的元素必须是相同类型的数据
 *  **连续的内存空间**：数组中的元素在内存中是连续存储的，可以通过索引快速访问

![在这里插入图片描述][758d7598fd32408996fe068e09254a90.png_pic_center]

*  正是因为数组的在内存空间的地址是连续的，所以我们在**删除或者增添**元素的时候，就难免要**移动其他元素**的地址。例如删除下标为3的元素，如图所示：

![在这里插入图片描述][1a344cd2edb649939584e06d03968a11.png_pic_center]

*  **数组的元素是不能删除的，只能覆盖**

## 3. 声明和初始化数组 ##

**1. 声明数组的语法**

要声明一个数组，可以使用以下语句：

dataType[] arrayName;

其中，**dataType**是数组中元素的数据类型，**arrayName**是数组的名称。

**2. 静态初始化和动态初始化**

在声明数组的同时，可以进行初始化操作。数组的初始化可以分为静态初始化和动态初始化两种方式。

*  静态初始化

静态初始化是指在声明数组的同时，为数组元素赋初值。可以使用以下语法进行静态初始化：

dataType[] arrayName = {
        element1, element2, ...};

其中，**dataType**是数组中元素的数据类型，**arrayName**是数组的名称，**element1, element2**, …是要赋给数组元素的值。

*  动态初始化

动态初始化是指在声明数组后，再为数组分配内存空间，并为数组元素赋初值。可以使用以下语法进行动态初始化：

dataType[] arrayName = new dataType[arrayLength];

其中，**dataType**是数组中元素的数据类型，**arrayName**是数组的名称，**arrayLength**是数组的长度，表示可以存储的元素个数。

## 4. 默认初始化值 ##

在Java中，如果没有为数组中的元素赋初值，那么数组会自动进行默认初始化，**根据数据类型不同采用不同的默认值**。下面是一些常见数据类型的默认初始化值：

*  **int**类型的数组，**默认元素值为 0**
 *  **double**类型的数组，**默认元素值为 0.0**
 *  **boolean**类型的数组，**默认元素值为 false**
 *  **char**类型的数组，**默认元素值为空字符 \\u0000**

# 二、访问和操作数组元素 #

## 1. 数组的索引和范围 ##

数组中的每个元素都通过一个非负整数索引来访问。**索引从 0 开始**，依次递增。例如，第一个元素的索引为 0，第二个元素的索引为 1，以此类推。数组的长度为 n，则**有效索引范围为 0 到 n - 1**。

## 2. 通过索引访问数组元素 ##

要访问数组中的元素，可以使用以下语法：

arrayName[index]

其中，**arrayName**是数组的名称，**index**是要访问的元素的索引。通过该语法可以获取数组中指定索引位置的元素值。

## 3. 修改数组元素的值 ##

通过索引访问数组元素后，还可以对该元素进行赋值操作，从而修改元素的值。使用以下语法来修改数组元素的值：

arrayName[index] = newValue;

其中，**arrayName**是数组的名称，**index**是要修改的元素的索引，**newValue**是要赋给该元素的新值。

# 三、数组的长度和属性 #

## 1. 数组的长度计算 ##

通过使用 length 属性，可以获取数组的长度。长度表示数组中元素的个数，而非数组占用的内存空间大小。要获取数组的长度，可以使用以下语法：

int length = arrayName.length;

其中，**arrayName**是数组的名称，**length**是用于存储数组长度的变量。

## 2. 数组的长度属性 ##

数组的长度是在创建数组时指定的，一旦创建后，长度就是固定的。使用length属性可以获取数组的长度值，常用于遍历数组或检查数组是否越界。

## 3. 数组越界的错误 ##

在访问数组元素时，需要确保所使用的索引在有效范围内，否则会发生数组越界的错误。如果索引小于0或大于等于数组长度，都会导致数组越界错误。在编写代码时，**应格外注意数组索引的范围**。

# 四、数组的遍历 #

数组的遍历是指依次访问数组中的每个元素。**遍历数组可以通过循环结构实现，常见的有for循环和增强for循环**。

## 1. for循环遍历数组 ##

for (int i = 0; i < arrayName.length; i++) {
        
        // 访问数组元素：arrayName[i]
        // 执行其他操作
    }

在for循环中，使用一个循环变量i来作为索引，从 0 开始逐渐增加，直到达到数组长度减 1 为止。**该方法适用于需要根据索引进行操作的情况。**

## 2. 增强for循环遍历数组 ##

for (dataType element : arrayName) {
        
        // 访问数组元素：element
        // 执行其他操作
    }

增强 for 循环是Java 5中引入的一种遍历数组的简化方法。它可以直接遍历数组中的每个元素，不需要使用索引变量。**该方法适用于只需要访问数组元素而不需要索引的情况。**

## 3. 遍历多维数组 ##

**遍历多维数组可以嵌套使用多个循环，每层循环负责遍历一维数组的元素。**

for (int i = 0; i < arrayName.length; i++) {
        
        for (int j = 0; j < arrayName[i].length; j++) {
        
            // 访问数组元素：arrayName[i][j]
            // 执行其他操作
        }
    }

通过嵌套的循环，可以依次遍历每个二维数组的元素。

# 五、多维数组 #

**多维数组是指包含多个一维数组的数组**。例如，二维数组是一种常见的多维数组，它包含多个一维数组作为其元素。

## 1. 二维数组的定义和初始化 ##

在Java中，可以使用以下语法来定义二维数组：

dataType[][] arrayName = new dataType[rowLength][columnLength];

其中，**dataType**是二维数组中元素的数据类型，**arrayName**是二维数组的名称，**rowLength**表示二维数组的行数，**columnLength**表示二维数组的列数。

二维数组的初始化可以通过静态初始化和动态初始化两种方式，与一维数组类似。

## 2. 访问和操作二维数组元素 ##

要访问二维数组中的元素，可以使用以下语法：

arrayName[rowIndex][columnIndex]

其中，**arrayName**是二维数组的名称，**rowIndex**是要访问的元素所在行的索引，**columnIndex**是要访问的元素所在列的索引。

可以通过修改二维数组元素的值，来操作二维数组。与一维数组类似，使用以下语法来修改二维数组的元素值：

arrayName[rowIndex][columnIndex] = newValue;

# 六、数组的注意事项和扩展 #

## 1. 数组长度的不可变性 ##

数组一旦创建后，其长度就是固定的，无法动态改变。如果需要存储更多的元素，可以考虑使用动态数组或集合类。

## 2. 数组的复制和排序 ##

*  可以使用 **System.arraycopy()** 方法或 **Arrays.copyOf()** 方法来**复制数组**

使用 System.arraycopy() 方法：

int[] sourceArray = {
        1, 2, 3, 4, 5};
    int[] targetArray = new int[sourceArray.length];
    
    System.arraycopy(sourceArray, 0, targetArray, 0, sourceArray.length);

使用 Arrays.copyOf() 方法：

int[] sourceArray = {
        1, 2, 3, 4, 5};
    int[] targetArray = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);

*  可利用**Arrays.sort()** 方法对数组进行 **排序**

// 使用 Arrays.sort() 方法对数组进行排序
     Arrays.sort(numbers);
    }

## 3. 数组的查找 ##

通过 **binarySearch** 方法能对排序好的数组进行**二分查找**法操作

import java.util.Arrays;
    
    public class BinarySearchExample {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 示例数组，必须为已排序的数组
            int[] array = {
        10, 20, 30, 40, 50, 60, 70};
            int key = 40;
    
            int index = Arrays.binarySearch(array, key);
    }

## 4. 动态数组的实现：ArrayList ##

在Java中，除了使用数组外，还可以使用 ArrayLis t类来实现动态数组。ArrayList 可以自动调整长度，并提供了丰富的方法来操作和管理元素。（详情请到个人主页查看关于ArrayList的入门博客）

# 总结 #

欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注,点赞，收藏支持一下。  
（博客的参考源码可以在我主页的资源里找到，如果在学习的过程中有什么疑问欢迎大家在评论区向我提出）

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