java入门---数组声明&创建&初始化&arrays类

本文详细介绍了Java数组的声明、创建和初始化方法,包括一维数组和二维数组的操作,并演示了如何使用Arrays类进行数组的填充、排序、比较和查找等常见操作。

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    数组对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一,当然不同语言对数组的实现及处理也不尽相同。Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。我们可以声明一个数组变量,如 numbers[100] 来代替直接声明 100 个独立变量 number0,number1,....,number99。这次我们来看Java 数组的声明、创建和初始化。

    首先必须声明数组变量,才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法:

dataType[] arrayRefVar;   // 首选的方法
 

 
dataType arrayRefVar[];  // 效果相同,但不是首选方法

    建议使用 dataType[] arrayRefVar 的声明风格声明数组变量。dataType arrayRefVar[] 风格是来自 C/C++ 语言 ,在Java中采用是为了让 C/C++ 程序员能够快速理解java语言。下面是这两种语法的代码示例:

double[] myList;         // 首选的方法
 

 

double myList[];         //  效果相同,但不是首选方法

    Java语言使用new操作符来创建数组,语法如下:

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

    上面的语法语句做了两件事:

  • 一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
  • 二、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

    数组变量的声明,和创建数组可以用一条语句完成,如下所示:

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

    我们还可以使用如下的方式创建数组:

dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

    数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始,所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1。下面的语句首先声明了一个数组变量 myList,接着创建了一个包含 10 个 double 类型元素的数组,并且把它的引用赋值给 myList 变量:

public class TestArray {
   public static void main(String[] args) {
      // 数组大小
      int size = 10;
      // 定义数组
      double[] myList = new double[size];
      myList[0] = 5.6;
      myList[1] = 4.5;
      myList[2] = 3.3;
      myList[3] = 13.2;
      myList[4] = 4.0;
      myList[5] = 34.33;
      myList[6] = 34.0;
      myList[7] = 45.45;
      myList[8] = 99.993;
      myList[9] = 11123;
      // 计算所有元素的总和
      double total = 0;
      for (int i = 0; i < size; i++) {
         total += myList[i];
      }
      System.out.println("总和为: " + total);
   }
}

    运行结果为:

总和为: 11367.373

    下面的图片描绘了数组 myList。这里 myList 数组里有 10 个 double 元素,它的下标从 0 到 9:


    然后我们来看下arrays类。java.util.Arrays 类能方便地操作数组,它提供的所有方法都是静态的,具体有以下功能:

  • 给数组赋值:通过 fill 方法。
  • 对数组排序:通过 sort 方法,按升序。
  • 比较数组:通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
  • 查找数组元素:通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。

    具体说明请看下表:

序号方法和说明
1public static int binarySearch(Object[] a, Object key)
用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象(Byte,Int,double等)。数组在调用前必须排序好的。如果查找值包含在数组中,则返回搜索键的索引;否则返回 (-(插入点) - 1)。
2public static boolean equals(long[] a, long[] a2)
如果两个指定的 long 型数组彼此相等,则返回 true。如果两个数组包含相同数量的元素,并且两个数组中的所有相应元素对都是相等的,则认为这两个数组是相等的。换句话说,如果两个数组以相同顺序包含相同的元素,则两个数组是相等的。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型(Byte,short,Int等)。
3public static void fill(int[] a, int val)
将指定的 int 值分配给指定 int 型数组指定范围中的每个元素。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型(Byte,short,Int等)。
4public static void sort(Object[] a)
对指定对象数组根据其元素的自然顺序进行升序排列。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型(Byte,short,Int等)。
    
// 声明二维数组:有两行,列数待定,数组结构 = { { }, { } }

String s[][] = new String[2][]; 

// 确定每行的元素个数,第一行有2个元素,第二行有3个元素,

// 数组结构 = {{"E1", "E2"}, {"E1", "E2", "E3"}}

s[0] = new String[2];

s[1] = new String[3];

    看完了数组声明、创建、初始化的实例后,我们再来看下arrays的实例:

import java.util.Arrays;

public class TestArrays {
    public static void output(int[] array) {
        if (array != null) {
            for (int i = 0; i < array.length; i++) {
                System.out.print(array[i] + " ");
            }
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[5];
        // 填充数组
        Arrays.fill(array, 5);
        System.out.println("填充数组:Arrays.fill(array, 5):");
        TestArrays.output(array);
        // 将数组的第2和第3个元素赋值为8
        Arrays.fill(array, 2, 4, 8);
        System.out.println("将数组的第2和第3个元素赋值为8:Arrays.fill(array, 2, 4, 8):");
        TestArrays.output(array);
        int[] array1 = { 7, 8, 3, 2, 12, 6, 3, 5, 4 };
        // 对数组的第2个到第6个进行排序进行排序
        Arrays.sort(array1, 2, 7);
        System.out.println("对数组的第2个到第6个元素进行排序进行排序:Arrays.sort(array,2,7):");
        TestArrays.output(array1);
        // 对整个数组进行排序
        Arrays.sort(array1);
        System.out.println("对整个数组进行排序:Arrays.sort(array1):");
        TestArrays.output(array1);
        // 比较数组元素是否相等
        System.out.println("比较数组元素是否相等:Arrays.equals(array, array1):" + "\n" + Arrays.equals(array, array1));
        int[] array2 = array1.clone();
        System.out.println("克隆后数组元素是否相等:Arrays.equals(array1, array2):" + "\n" + Arrays.equals(array1, array2));
        // 使用二分搜索算法查找指定元素所在的下标(必须是排序好的,否则结果不正确)
        Arrays.sort(array1);
        System.out.println("元素3在array1中的位置:Arrays.binarySearch(array1, 3):" + "\n" + Arrays.binarySearch(array1, 3));
        // 如果不存在就返回负数
        System.out.println("元素9在array1中的位置:Arrays.binarySearch(array1, 9):" + "\n" + Arrays.binarySearch(array1, 9));
    }
}

    输出的结果为:

填充数组:Arrays.fill(array, 5):
5 5 5 5 5 
将数组的第2和第3个元素赋值为8Arrays.fill(array, 2, 4, 8):
5 5 8 8 5 
对数组的第2个到第6个元素进行排序进行排序:Arrays.sort(array,2,7):
7 8 2 3 3 6 12 5 4 
对整个数组进行排序:Arrays.sort(array1):
2 3 3 4 5 6 7 8 12 
比较数组元素是否相等:Arrays.equals(array, array1):
false
克隆后数组元素是否相等:Arrays.equals(array1, array2):
true
元素3array1中的位置:Arrays.binarySearch(array1, 3):
1
元素9array1中的位置:Arrays.binarySearch(array1, 9):
-9

    数组容量如果不够用可以使用 Arrays.copyOf() 进行扩容:

Array.copy(E[] e,newLength);

    其第一个形参指的是需要扩容的数组,后面是扩容后的大小,其内部实现其实是使用了 System.arrayCopy(); 在内部重新创建一个长度为 newLength 类型是 E 的数组。

import java.util.Arrays;  
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a= {10,20,30,40,50};
        a= Arrays.copyOf(a,a.length+1);
        for(int i=0;i<a.length;i++) {
            System.out.println(a[i]);
        }
    }
}

    默认补 0,输出结果为: 10 20 30 40 50 0

    数组这里有一个问题容易搞不清楚的。在 java 中,关于数组描述正确的是( B,D ):

  • A.数组中的索引下标从1开始
  • B.存储在数组当中的数据都属于同一数据类型
  • C.通过数组名.length()能获得数组的长度
  • D.数组的最大索引下标是数组的长度减1

    比如说一个 int 类型的数组:

int[] arr = { 'a', 25, 45, 78, 'z' };
System.out.println(Arrays.toString(arr));

    输出结果是:[97, 25, 45, 78, 122]。存放进去的 char 类型的字符会自动转为 int 类型的 ASCII 码。上面的代码中就将 a 转成了 97,z 转成了 122。所以数组只能存放同一类型的数据是正确的。

    数组的长度固定时,为了防止下标越界,应该在索引的时候将下标减一。

int[] arr = { 'a', 25, 45, 78, 'z' };
int arrs = arr[5];
System.out.println(Arrays.toString(arr));
System.out.println(arrs);

    上面的代码中数组总长度为 5,因为数组是索引是从 0 开始取值,索引取值为5的时候就会产生下标越界异常,在这里最大的索引应当为 4。

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 5
    好啦,这次就到这里了。如果感觉不错的话,请多多点赞支持哦。。。
&lt;think&gt;好的,用户现在问的是Java入门中的数组基础。我需要先回想一下之前的对话历史,用户之前问过关于IDEA的解释,现在转向Java基础,说明他们可能刚开始学习编程,或者是想巩固基础知识。首先,用户的需求是了解数组的基础知识,作为Java入门的一部分。我需要确保内容结构清晰,符合用户提到的系统级指令,比如行内数学公式用$...$,独立公式用$$...$$,同时用中文回答。 首先,数组Java中的基本数据结构,必须涵盖定义、声明初始化、访问元素、遍历、多维数组、常见操作以及注意事项。可能需要分点来讲解,每个部分都要简明扼要,同时确保例子正确,语法无误。比如在声明数组的时候,有两种方式:数据型[] 数组名 或者 数据数组名[],但推荐前者。初始化部分要分静态和动态,静态初始化是在声明时赋值,动态是使用new关键字,之后赋值。 需要注意Java数组的索引从0开始,越界会抛异常,这点很重要。遍历部分可以用for循环或增强for循环,需要给出例子。多维数组部分,特别是二维数组,需要说明如何声明初始化,并给出例子,比如二维数组的静态和动态初始化。 常见操作部分,用户可能需要知道如何获取长度,使用Arrays的方法,比如排序、填充、复制等。注意事项里,数组长度不可变,引用型的问题,以及性能考虑,比如连续内存分配和随机访问效率高,但增删元素效率低。这些都需要清晰列出。 另外,用户可能作为初学者,需要避免常见的错误,比如数组越界、空指针异常,这些在注意事项里提到会比较有帮助。同时,可能需要强调数组是对象,存储在堆内存中,而数组变量是引用,这点对于理解数组的传递和复制很重要。 还要检查是否有需要使用的数学公式,比如在解释数组长度时,可能用$length = n$,或者在多维数组中的表示,比如二维数组可以看作矩阵,用$array[i][j]$表示元素。不过根据之前的回答例子,可能不需要太多数学公式,但需要确保行内公式正确使用$符号。 最后,确保结构符合用户的要求,分点明确,步骤清晰,例子正确,并且用中文回答。同时,要检查是否有遗漏的部分,比如数组的默认值,当动态初始化时,元素会有默认值,比如int数组初始为0,对象数组为null,这也是需要注意的点。&lt;/think&gt;我们将以结构化方式解析Java数组的核心知识点,重点标注$\boxed{关键语法}$和易错点: --- ### 一、数组定义与特性 $$数组 = \text{相同数据型} \times \text{连续内存空间} \times \text{固定长度}$$ - **核心属性**: 1. 索引系统:$\boxed{下标从0开始}$,访问越界触发`ArrayIndexOutOfBoundsException` 2. 长度固定:$\boxed{array.length}$为最终属性(声明后不可变) 3. 堆内存分配:数组是$\boxed{对象}$,通过引用访问 --- ### 二、声明初始化 #### 1. 声明方式对比 | 型 | 语法示例 | 内存状态 | |---------------|---------------------------|-------------| | 声明初始化 | `int[] arr;` | 仅创建引用 | | 静态初始化 | `int[] arr = {1,3,5};` | 立即分配内存 | | 动态初始化 | `int[] arr = new int[3];` | 分配默认值 | #### 2. 默认值规则 - 数值型:$\boxed{0}$(int/double等) - 布尔型:$\boxed{false}$ - 引用型:$\boxed{null}$ --- ### 三、核心操作 #### 1. 元素访问(时间复杂度$O(1)$) ```java int[] scores = new int[]{90,85,77}; System.out.println(scores[1]); // 输出85 scores[2] = 80; // 修改第三个元素 ``` #### 2. 数组遍历(时间复杂度$O(n)$) ```java // 传统for循环 for(int i=0; i &lt; scores.length; i++){ System.out.println(scores[i]); } // 增强for循环(只读访问) for(int score : scores){ System.out.println(score); } ``` --- ### 四、多维数组 #### 1. 二维数组本质:$\boxed{数组数组}$ ```java // 静态初始化 int[][] matrix = {{1,2}, {3,4,5}}; // 动态初始化 double[][] data = new double[2][3]; ``` #### 2. 不规则数组 ```java String[][] names = new String[2][]; names[0] = new String[3]; // 第一行3列 names[1] = new String[2]; // 第二行2列 ``` --- ### 五、工具应用 #### `java.util.Arrays`常用方法 | 方法 | 功能描述 | 示例 | |------------------------|------------------------|--------------------------------| | `sort()` | 数组排序 | `Arrays.sort(arr);` | | `binarySearch()` | 二分查找 | `Arrays.binarySearch(arr,5);` | | `copyOf()` | 数组复制 | `int[] copy = Arrays.copyOf(arr,5);` | | `fill()` | 填充默认值 | `Arrays.fill(arr, 0);` | --- ### 六、典型错误案例 1. **长度混淆**: ```java int[] arr = new int[5]; System.out.println(arr[5]); // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException ``` 2. **空指针异常**: ```java int[][] arr = new int[3][]; System.out.println(arr[0][0]); // 第二维未初始化,触发NullPointerException ``` 3. **引用陷阱**: ```java int[] a = {1,2,3}; int[] b = a; // b与a指向同一数组对象 b[0] = 9; // 修改会影响a[0]的值 ``` --- ### 七、最佳实践建议 1. **内存优化**:优先使用基本数组而非包装数组 2. **防御性编程**:关键操作前检查`array != null &amp;&amp; index &lt; array.length` 3. **集合替代**:频繁增删数据时建议使用`ArrayList` 是否需要通过具体代码案例进一步演示数组操作细节?
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