Java 与数据结构（1)：数组

缺乏、安全感 2024-03-22 15:55 50阅读 0赞

## 一、数组 ##

数组是一种线性数据结构，可以将一组相同类型的数据元素存储在顺序的连续内存空间中。每个元素都可以通过索引访问，索引通常从0开始。

在计算机内存中，数组的每个元素都占用相同的存储空间，这使得元素的访问变得更加高效，时间复杂度为O(1)。数组的长度一旦确定，就无法改变。

使用数组的场景：

1.  需要对一组相同类型的数据进行排序、查找、修改操作。
2.  需要实现矩阵、多维数组等数据结构。
3.  需要一种高效的方式来存储大量数据。

在使用数组时，需要注意以下几点：

1.  数组的大小需要预先声明，一旦声明后就无法改变。
2.  数组可以是一维或二维，甚至更高维。
3.  数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本数据类型和自定义数据类型。
4.  数组的元素在内存中是顺序存储的，因此，元素的访问速度非常快，但在插入、删除和扩容时，可能会带来一些效率问题。
5.  数组中的元素可以通过指针来访问，这也是数组在C和C++语言中非常常见的原因之一。

在使用数组时，需要注意数组的下标越界问题。如果下标超出了数组的范围，就会引发访问非法内存的错误。为了防止数组下标越界，我们需要在使用数组时谨慎操作。

## 二、Java 与数组 ##

Java数组是一种非常常用且基础的数据结构，但是在使用数组时，由于 Java 本身的特点以及开发者自身对于语言的理解不同等因素，可能会出现一些常见的错误写法。

以下是 Java 中数组的常见错误写法：

1.  越界错误

数组越界是 Java 中最常见的错误之一。越界错误通常是由于数组下标不当引起的，即访问了超出数组索引范围的元素。

示例：

int[] arr = new int[]{
        1, 2, 3};
    System.out.println(arr[4]); // 数组下标越界错误，数组长度为3，访问第4个元素时会出现越界问题

1.  空指针异常错误

在 Java 中，如果访问一个 null 引用的元素，会引发空指针异常。如果数组未被初始化或数组中的元素未被正确初始化，那么就有可能引发空指针异常。

示例：

int[] arr = null;
    System.out.println(arr[0]); // 空指针异常错误，未将数组初始化

int[] arr = new int[3];
    System.out.println(arr[0]); // 对元素进行访问时，如果不对数组进行初始化，则会出现空指针异常。

1.  数组长度错误

在定义数组时，需指定数组的长度，否则会引发数组长度错误。在 Java 中，数组长度必须是一个大于等于0的整数。

示例：

int[] arr = new int[-1]; // 数组长度错误，长度不能小于0.

1.  未使用数组名称

当开发者使用数组时，应使用数组名称访问数组，并且不能使用未声明或未初始化的数组的名称。

示例：

int[] arr = new int[3];
    System.out.println(a[0]); // 未使用数组名称 a

1.  使用 for each 遍历数组时修改元素值错误

在使用 for each 循环遍历数组时修改数组元素的值会导致数组出现不可预知的情况。

示例：

int[] arr = new int[]{
        1, 2, 3};
    for (int num : arr) {
        
        System.out.println(num);
        num++; // 该操作不会改变原数组的值，因为 for each 循环是只读的。
    }

正确的做法是使用传统的 for 循环遍历数组，然后修改每个元素的值：

int[] arr = new int[]{
        1, 2, 3};
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        
        System.out.println(arr[i]);
        arr[i]++; // 修改数组元素的值（例如加1）
    }

以上是 Java 中数组的常见错误写法，开发者在使用数组时要小心这些错误，避免在程序运行时引发异常和错误。