java数组是什么？怎么使用？

基本概念

数组是Java中一种基本的数据结构，用于存储固定大小的相同类型的数据元素。在Java中，数组是对象，存储在堆内存中，数组在内存中是连续分配的，可以通过索引快速访问元素。数组的索引从0开始，最大索引为数组长度减1。

数组的声明与初始化

数组的声明需要指定元素类型和数组名称。初始化可以在声明时直接完成，也可以在后续代码中完成。

数组的声明方式为数据类型[] 数组名或数据类型 数组名[]。初始化分为静态初始化和动态初始化。

静态初始化直接指定元素值：

// 静态初始化   直接初始化数组
int[] arr1 = {1, 2, 3};

String[] arr2 = new String[]{"A", "B"};

动态初始化指定长度后赋值：

// 声明数组
int[] numbers;

// 初始化数组
numbers = new int[5];

// 赋值
numbers [0] = 10;

// 声明并初始化数组
int[] scores = new int[3];

// 赋值
scores [0] = 10;

数组的访问与修改

数组元素可以通过索引访问和修改。索引必须是整数，且不能超出数组范围（即数组长度减1），否则会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException。

数组的访问通过索引完成，索引从0开始。使用方括号[]指定索引位置，直接获取对应元素的值。例如：

int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

// 访问第一个元素，值为10
int firstElement = numbers[0]; 

// 访问第三个元素，值为30
int thirdElement = numbers[2]; 

通过索引定位到数组元素后，可以直接赋值来修改元素的值：

int[] numbers = {10, 20, 30, 40};

numbers[1] = 200; // 修改第二个元素为200

System.out.println(numbers[1]); // 输出200

数组的遍历

数组的遍历可以通过for循环或使用增强for循环（for-each循环）、while循环以及使用Java 8的Stream API实现。

1. 通过for循环遍历：

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

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

3. 使用增强for循环（for-each循环）：

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

// 使用for-each循环
for (int num : numbers) {
    System.out.println(num);
}

3. while循环：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
int i = 0;

// while循环
while (i < numbers.length) {
    System.out.println(numbers[i]);
    i++;
}

5. 使用Java 8的Stream API：

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

// 使用Stream API
Arrays.stream(numbers).forEach(System.out::println);

多维数组

Java支持多维数组，最常见的是二维数组。多维数组的声明和初始化与一维数组类似。

// 声明二维数组
int[][] matrix;

// 初始化二维数组
matrix = new int[3][3];

// 直接初始化二维数组
int[][] grid = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

// 访问二维数组元素
int value = grid[1][2]; // 6

注意：
1、多维数组在内存中不一定是连续存储的
2、访问不存在的索引会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
3、未初始化的第二维数组默认为null
4、使用Arrays.deepToString()可以方便地打印多维数组内容
5、多维数组在处理矩阵、表格数据、图像处理等场景中非常有用。

数组的常用操作

Java提供了Arrays类，包含许多对数组操作的实用方法。

1. 数组排序：

import java.util.Arrays;

int[] numbers = {5, 3, 8, 1, 2};

// 数组排序
Arrays.sort(numbers); // {1, 2, 3, 5, 8}

2. 查找元素:

import java.util.Arrays;

int[] numbers = {5, 3, 8, 1, 2};

// 查找元素
int index = Arrays.binarySearch(numbers, 3); // 2

3. 填充数组:

import java.util.Arrays;

int[] numbers = {5, 3, 8, 1, 2};

// 填充数组
Arrays.fill(numbers, 0); // {0, 0, 0, 0, 0}

4. 复制数组

import java.util.Arrays;

int[] numbers = {5, 3, 8, 1, 2};

// 复制数组
int[] copy = Arrays.copyOf(numbers, numbers.length);

数组与集合的转换

数组可以转换为集合（如List），方便使用集合提供的丰富操作。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

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

// 数组转List
List<Integer> list = Arrays.asList(numbers);

// 使用 Java 8 Stream (推荐)
List<Integer> listStream = Arrays.stream(numbers ).collect(Collectors.toList());

// 数组转set
Set<Integer> set = new HashSet<>(Arrays.asList(array));
// 或使用 Stream
Set<Integer> set = Arrays.stream(array).collect(Collectors.toSet());

// List转数组
Integer[] array = list.toArray(new Integer[0]);

注意：
使用 Arrays.asList()返回的 List 是 Arrays 的内部类，不是 ArrayList，固定大小（不能添加或删除元素）

数组的注意事项

数组的长度是固定的，一旦创建无法改变。如果需要动态扩展或收缩，可以考虑使用ArrayList等集合类。

数组可以存储基本类型和对象类型，但对象数组存储的是对象的引用，而非对象本身。

数组的默认初始化值取决于元素类型。数值类型为0，布尔类型为false，对象类型为null。

int[] intArray = new int[3]; // {0, 0, 0}
boolean[] boolArray = new boolean[2]; // {false, false}
String[] strArray = new String[3]; // {null, null, null}

通过以上内容，可以全面了解Java数组的基本概念、使用方法及常见操作。