《第六章数组》-优快云博客

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《第六章数组》

在 Java 编程中，数组是一种用于存储相同类型元素的集合数据结构。它提供了一种方便的方式来管理和操作一组相关的数据。本章将详细介绍 Java 中数组的相关知识，包括一维数组的声明、创建与初始化，多维数组，以及数组的遍历与操作。

一、一维数组

（一）声明

在 Java 中，声明一维数组可以使用以下语法：

数据类型[] 数组名;

例如：

int[] numbers;

或者

数据类型 数组名[];

例如：

int numbers[];

（二）创建

声明数组后，需要使用 new 关键字来创建数组并分配内存空间。

numbers = new int[5];

上述代码创建了一个可以存储 5 个整数的数组。

（三）初始化

数组可以在创建时进行初始化。

直接初始化

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

分步初始化

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

（四）访问数组元素

通过索引来访问数组中的元素，索引从 0 开始。

numbers[0] = 10; 
int element = numbers[2];

二、多维数组

（一）二维数组

二维数组可以看作是一个表格，由行和列组成。

声明和创建

int[][] matrix;
matrix = new int[3][4];

初始化

int[][] matrix = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};

（二）多维数组

类似地，可以创建更高维度的数组，但在实际编程中，二维和三维数组较为常见。

三、数组的遍历

（一）使用 for 循环

这是最常见的遍历方式。

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println(numbers[i]);
}

（二）使用增强 for 循环（for-each 循环）

增强 for 循环使代码更简洁。

for (int number : numbers) {
    System.out.println(number);
}

四、数组的操作

（一）复制数组

可以使用 System.arraycopy 方法或循环来复制数组。

int[] source = {1, 2, 3};
int[] destination = new int[source.length];
System.arraycopy(source, 0, destination, 0, source.length);

（二）排序数组

可以使用 Arrays.sort 方法对数组进行排序。

int[] numbers = {5, 1, 3, 2, 4};
Arrays.sort(numbers);

（三）查找数组元素

可以使用线性搜索或二分搜索（数组已排序时）。

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    if (numbers[i] == target) {
        // 找到元素
        break;
    }
}

五、数组的常见问题和注意事项

数组越界
访问数组元素时，如果索引超出了数组的范围，将会导致运行时错误。

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(arr[3]);  // 错误：数组越界

数组长度不可变
一旦数组创建，其长度就不能改变。如果需要动态调整大小，可以考虑使用 ArrayList 等集合类。
内存管理
创建大数组时要注意内存消耗，避免不必要的内存浪费。

六、实际应用案例

假设我们要计算学生的平均成绩。

int[] scores = {85, 90, 78, 92, 88};
int sum = 0;
for (int score : scores) {
    sum += score;
}
double average = (double) sum / scores.length;
System.out.println("平均成绩: " + average);

再比如，我们要找出一个整数数组中的最大值和最小值。

int[] numbers = {12, 5, 18, 3, 9};
int max = numbers[0];
int min = numbers[0];

for (int number : numbers) {
    if (number > max) {
        max = number;
    }
    if (number < min) {
        min = number;
    }
}

System.out.println("最大值: " + max);
System.out.println("最小值: " + min);