Java基础教程（二十一）数组操作之多维数组：深入剖析Java多维数组，从内存模型到三维魔方实战-优快云博客

一、多维数组本质：数组的数组

Java不直接支持多维数组，其本质是嵌套的一维数组。例如int[][]实为元素类型是int[]的数组：

// 二维数组声明与初始化
int[][] chessBoard = new int[8][8]; // 标准棋盘
int[][] matrix = { // 锯齿数组：行长度不同
    {1, 2, 3},
    {4, 5},
    {6}
};

二、内存模型：非连续存储结构

下图揭示多维数组在堆内存的实际布局：

+---------+    +-----+-----+-----+
| arr[0]  | -> |  1  |  2  |  3  |
+---------+    +-----+-----+-----+
| arr[1]  | -> |  4  |  5  |
+---------+    +-----+-----+
| arr[2]  | -> |  6  |
+---------+    +-----+

每个外层数组元素独立引用内层数组，内存非连续，支持灵活的“锯齿结构”。

三、核心操作：遍历与工具方法

深度遍历示例：

for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
    for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
        System.out.print(matrix[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}

高效打印工具：

System.out.println(Arrays.deepToString(matrix)); 
// 输出：[[1, 2, 3], [4, 5], [6]]

四、三维数组实战：立体空间建模

三维数组可建模立方体、RGB图像等数据结构：

// 创建3x3x3魔方
int[][][] rubiksCube = new int[3][3][3];

// 初始化顶层中心块为红色（值=1）
rubiksCube[0][1][1] = 1; 

// 遍历三维坐标
for (int x = 0; x < 3; x++) {
    for (int y = 0; y < 3; y++) {
        for (int z = 0; z < 3; z++) {
            System.out.print(rubiksCube[x][y][z]);
        }
        System.out.println();
    }
    System.out.println("---"); // 分层分隔
}

五、多维数组 vs. 嵌套集合

特性	多维数组	ArrayList嵌套
内存开销	更低（连续块+引用）	更高（对象头+引用）
灵活性	固定维度	动态扩容
访问速度	O(1) 直接索引	O(1) 但需get()调用
类型安全	编译时检查	需泛型保障