Java基础快速入门：二维数组-优快云博客

本文纲要

二维数组概述
二维数组的动态初始化
二维数组访问元素的细节
二维数组的静态初始化
二维数组的遍历
二维数组求和

二维数组概述

二维数组本质上是一个容器，与一维数组不同的是，它内部存储的是一维数组（更准确地说，存储的是一维数组的引用）。可以把二维数组理解成一个“大容器”，里面装着多个“小容器”。

例如，有三个箱子分别装着啤酒，每个箱子就是一个一维数组；现在用一辆货车把这三个箱子一起运走，货车就相当于一个二维数组，它装载了三个一维数组。

应用场景：当一组数据需要按多个分组进行管理时，就很适合使用二维数组。例如，某公司按季度统计销售额，每个季度包含多个月份的数据，就可以用一个二维数组存储，其中每个一维数组代表一个季度的数据。

二维数组的动态初始化

1 ) 定义格式

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[m][n];

m：表示这个二维数组中可以存放多少个一维数组；
n：表示每个一维数组中可以存放多少个元素。

其他不太常用的写法：

数据类型 数组名[][] = new 数据类型[m][n];
数据类型[] 数组名[] = new 数据类型[m][n];

这三种写法都能创建二维数组，但第一种最常见。

示例

int[][] arr = new int[3][3];

上述代码创建了一个 int 类型的二维数组，可以存放 3 个一维数组，每个一维数组又可以存放 3 个 int 元素。

打印二维数组名

System.out.println(arr);  // 例如输出：[[I@10f87f48

[[：中括号的数量代表数组的维度，两个中括号表示二维数组（一维数组为一个中括号）；
I：表示数组中存储的元素类型为 int；
@：分隔符，无实际意义；
10f87f48：十六进制内存地址。

动态初始化时的默认值

使用 new int[3][3] 动态初始化后，系统会自动为每个元素赋予默认值，int 类型的默认值为 0。以下代码可以验证：

System.out.println(arr[0][0]);  // 0
System.out.println(arr[1][1]);  // 0 
System.out.println(arr[2][2]);  // 0

访问与存储元素

访问二维数组中的元素需要使用两个索引：

arr[0][0] = 11;  // 存储到第1个一维数组的第1个位置
arr[1][2] = 33;  // 存储到第2个一维数组的第3个位置
System.out.println(arr[0][0]);  // 取出第1个一维数组的第1个元素

注意事项：如果只使用一个索引，例如 arr[0]，获取到的是该位置的一维数组的内存地址，而不是具体的元素值。

System.out.println(arr[0]);  // 一维数组的地址，如 [I@...  （一个中括号）

因此，二维数组实际上存储的是每个一维数组的引用（内存地址）

二维数组访问元素的细节

能否存入提前创建好的一维数组？

可以。例如：

int[] arr1 = {11, 22, 33};
int[] arr2 = {44, 55, 66};
int[] arr3 = {77, 88, 99, 100};  // 注意该数组长度为4，超过了原定长度3
 
int[][] arr = new int[3][3];
 
arr[0] = arr1;
arr[1] = arr2;
arr[2] = arr3;  // 将 arr3 的引用赋给二维数组的第3个位置
 
System.out.println(arr[1][2]);  // 66 
System.out.println(arr[2][3]);  // 100，可以正常访问

此时，arr[2] 原本指向一个长度为3的新数组，但被替换成了 arr3 的引用，因此现在 arr[2] 指向的是长度为4的数组。所以 arr[2][3] 可以正常访问，不会出现索引越界。
为什么这样不会报错，而直接赋值会报错？

如果直接使用传统方式：

arr[2][3] = 100;  // 数组索引越界异常 ArrayIndexOutOfBoundsException

动态初始化 new int[3][3] 时，JVM 会立即创建好三个长度为3的一维数组，并将它们的引用存入二维数组。此时 arr[2] 指向的数组长度固定为3，索引只能到2，因此访问索引3会越界。

而如果我们先定义好一个长度为4的数组，再通过 arr[2] = arr3 替换引用，arr[2] 就不再指向原来的长度为3的数组，而是指向新的长度为4的数组，因此可以访问索引3。

原理图（使用 Mermaid 演示内存引用替换）：

最初，arr[2] 指向一个长度为3的对象；执行 arr[2] = arr3 后，arr[2] 改为指向 arr3 所指向的长度为4的对象，因此可以访问 arr[2][3]。

二维数组的静态初始化

完整格式

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[][]{{元素1, 元素2...}, {元素1, 元素2...}...};

简化格式（常用）

数据类型[][] 数组名 = {{元素1, 元素2...}, {元素1, 元素2...}...};

示例

int[][] arr = {{11, 22, 33}, {44, 55, 66}};
System.out.println(arr[0][2]);  // 33

也可以先创建好一维数组，再组合：

int[] arr1 = {11, 22, 33};
int[] arr2 = {44, 55, 66};
int[][] array = {arr1, arr2};
System.out.println(array[0][2]);  // 33

二维数组的遍历

需求：已知二维数组 arr = {{11, 22, 33}, {33, 44, 55}}，遍历并取出所有元素。

步骤：

遍历二维数组，取出每一个一维数组；
对每个一维数组继续进行遍历，获取内部存储的每一个元素。

代码实现：

int[][] arr = {{11, 22, 33}, {33, 44, 55}};
 
// 外层循环：遍历二维数组，得到每一个一维数组 arr[i]
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    // 内层循环：遍历当前一维数组，得到每一个元素
    for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
        System.out.println(arr[i][j]);
    }
}

理解要点：arr[i] 是一个一维数组，arr[i].length 是该一维数组的长度，arr[i][j] 就是具体的元素值。

二维数组求和

1 ）需求

某公司季度和月份统计数据如下（单位：万元），求全年总销售额。
第一季度：22, 66, 44
第二季度：77, 33, 88
第三季度：25, 45, 65
第四季度：11, 66, 99

2 ）思路

定义求和变量 sum，初始化为 0；
使用二维数组存储数据，每个季度为一个一维数组，再将四个一维数组装入二维数组；
嵌套循环遍历二维数组，累加每个元素到 sum；
输出结果。

3 ）代码实现

int sum = 0;
int[][] arr = {
    {22, 66, 44},
    {77, 33, 88},
    {25, 45, 65},
    {11, 66, 99}
};
 
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
        sum += arr[i][j];
    }
}
 
System.out.println("全年总销售额：" + sum + "万元");  // 641

总结

二维数组是存储一维数组的容器，适合处理分组数据
动态初始化：new int[m][n]，系统自动分配空间并赋予默认值，访问时使用两个索引
替换引用：arr[i] = existingArray 可以改变二维数组某位置指向的一维数组对象，从而突破原先的长度限制
静态初始化：使用 {{...}, {...}} 简化格式，直接在声明时赋值
遍历：嵌套循环，外层遍历二维数组，内层遍历每一个一维数组
求和：在遍历过程中累加即可

掌握这些内容，就可以游刃有余地使用二维数组解决实际问题了