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三、Java数组简介

1、 文章背景

工作已有五年之久，回望过去，没有在一线城市快节奏下学习成长，只能自己不断在工作中学习进步，最近一直想写写属于自己的文章，记录学习的内容和知识点，当做一次成长。

2、 Java数组概述

摘要：Java中的数组是一种重要的数据结构，它允许我们以有序的方式存储和访问多个相同类型的数据元素。本文将介绍Java数组的基本概念、声明和初始化、访问元素以及常见的数组操作。

数组是一种用于存储多个相同类型数据元素的数据结构。在Java中，数组是一个固定长度的对象，可以容纳多个元素。数组提供了一种有效的方式来组织和操作数据。

3、 声明和初始化数组

在Java中，声明和初始化数组可以通过以下几种方式进行：

1. 声明数组变量并分配内存空间：

int[] numbers; // 声明一个整型数组变量 numbers = new int[5]; // 分配一个长度为5的整型数组

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在这个例子中，我们首先声明了一个整型数组变量 numbers ，然后使用 new 关键字为其分配了一个长度为5的整型数组。

2. 声明数组变量并直接初始化：

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!int[] numbers = new int[]{1, 2, 3, 4, 5}; // 声明并初始化一个整型数组

在这个例子中，我们通过在花括号 {} 中提供初始值来直接初始化整型数组 numbers 。

3. 声明数组变量并简化初始化：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; // 简化的数组声明和初始化

在这个例子中，我们可以省略 new int[] 部分，直接将初始值放在花括号中，Java会自动推断出数组的类型和长度。

4. 多维数组的声明和初始化：

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!int[][] matrix = new int[3][3]; // 声明一个3x3的整型二维数组 matrix[0][0] = 1; // 访问并赋值二维数组的元素

在这个例子中，我们声明了一个整型二维数组 matrix ，使用 new 关键字为其分配了一个3×3的内存空间。然后，我们可以使用索引来访问并赋值二维数组的元素。

请注意，数组的索引从0开始，因此第一个元素的索引是0，第二个元素的索引是1，依此类推。在进行数组操作时，要确保索引不超出数组的范围，否则会引发 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常。

4、 访问数组元素

数组中的元素可以通过索引来访问，索引从 0 开始，最大索引为数组长度减一。例如，要访问数组中的第一个元素，可以使用 numbers[0]。通过将索引传递给数组变量，最大索引为数组长度减1。我们可以读取或修改相应的元素，以下是访问数组元素的示例代码：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; // 声明并初始化一个整型数组 // 访问数组元素 int firstElement = numbers[0]; // 访问第一个元素，值为1 int thirdElement = numbers[2]; // 访问第三个元素，值为3 System.out.println("第一个元素: " + firstElement); System.out.println("第三个元素: " + thirdElement);

在上述代码中，我们声明并初始化了一个整型数组 numbers 。然后，通过使用中括号 [] 来指定索引，我们可以访问数组中的特定元素。在这个例子中，我们分别访问了第一个元素（索引为0）和第三个元素（索引为2），并将它们打印输出。 请注意，访问数组元素时要确保索引不超出数组的有效范围，否则会引发 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常。

5、 数组操作

在Java中，数组提供了一些常见的操作方法和属性，使我们可以对数组进行各种操作。以下是一些常见的数组操作：

1. 获取数组长度：

使用数组的 length 属性可以获取数组中元素的个数。例如：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; int length = numbers.length; // 获取数组的长度，值为5

在上述代码中，我们使用 length 属性获取了整型数组 numbers 的长度，即其中元素的个数。

2. 复制数组：

使用 System.arraycopy() 方法可以将一个数组的内容复制到另一个数组中。例如：

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

在上述代码中，我们将整型数组 source 的内容复制到了整型数组 destination 中。

3. 排序数组：

使用 Arrays.sort() 方法可以对数组进行排序。例如：

int[] numbers = {5, 3, 1, 4, 2}; Arrays.sort(numbers); // 对数组进行排序

在上述代码中，我们使用 Arrays.sort() 方法对整型数组 numbers 进行排序。

4. 数组的冒泡排序：

冒泡排序的思想：对比相邻的元素值，如果满足条件就交换元素值，把较小的元素值移动到数组前面，把大的元素值移动到数组后面（也就是交换两个元素的位置），这样数组元素就像气泡一样从底部上升到顶部。

Java 中的冒泡排序在双层循环中实现，其中外层循环控制排序轮数，总循环次数为要排序数组的长度减 1。而内层循环主要用于对比相邻元素的大小，以确定是否交换位置，对比和交换次数依排序轮数而减少，案例如下：

Integer[] num = {434,7654,23,654}; for (int i = 0;i < num.length-1;i++){     // 比较相邻两个元素，较大的数往后冒泡,这里减i的原因是最大的已经移到最后了，已经无需再进行比较     for (int j = 0;j < num.length-1-i;j++){         if (num[j] > num[j+1]){             Integer temp = num[j+1];             num[j+1] = num[j];             num[j] = temp;         }     } }

5. 搜索数组：

使用 Arrays.binarySearch() 方法可以在已排序的数组中进行二分查找。例如：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; int index = Arrays.binarySearch(numbers, 3); // 在数组中搜索元素3

在上述代码中，我们使用 Arrays.binarySearch() 方法在整型数组 numbers 中搜索元素3，并返回其索引。

同时也支持在范围内查找，使用Arrays.binarySearch(Object[] a,int fromIndex,int toIndex,Object key)。

6. 比较数组：

在Java中，可以使用以下几种方法来比较数组：

• 逐个元素比较： 可以使用循环遍历数组，逐个比较数组中的元素。例如：

int[] array1 = {1, 2, 3}; int[] array2 = {1, 2, 3}; boolean isEqual = true; if (array1.length == array2.length) { for (int i = 0; i < array1.length; i++) { if (array1[i] != array2[i]) { isEqual = false; break; } } } else { isEqual = false; } System.out.println("数组相等: " + isEqual);

在上述代码中，我们逐个比较了两个整型数组 array1 和 array2 中的元素。如果数组的长度相等且所有元素都相等，则将 isEqual 设置为 true ，否则设置为 false 。

• 使用 Arrays.equals() 方法： 可以使用 Arrays.equals() 方法来比较两个数组是否相等。例如：

int[] array1 = {1, 2, 3}; int[] array2 = {1, 2, 3}; boolean isEqual = Arrays.equals(array1, array2); System.out.println("数组相等: " + isEqual);

在上述代码中，我们使用 Arrays.equals() 方法比较了两个整型数组 array1 和 array2 是否相等。该方法会逐个比较数组中的元素，并返回一个布尔值表示是否相等。

• 使用 Arrays.deepEquals() 方法（多维数组）： 如果要比较多维数组，可以使用 Arrays.deepEquals() 方法。例如：

int[][] matrix1 = {{1, 2}, {3, 4}}; int[][] matrix2 = {{1, 2}, {3, 4}}; boolean isEqual = Arrays.deepEquals(matrix1, matrix2); System.out.println("多维数组相等: " + isEqual);

在上述代码中，我们使用 Arrays.deepEquals() 方法比较了两个整型二维数组 matrix1 和 matrix2 是否相等。该方法会递归比较多维数组中的元素，并返回一个布尔值表示是否相等。

请注意，使用 Arrays.equals() 和 Arrays.deepEquals() 方法比较数组时，数组的元素类型必须是可比较的（即实现了 equals() 方法）。

此外，还可以使用其他方法来比较数组，具体取决于比较的需求和情况。。

7. 数组填充

在Java中，可以使用以下几种方法来填充数组：

• 循环赋值： 可以使用循环遍历数组，并为每个元素赋予指定的值。例如：

int[] numbers = new int[5]; int value = 10; for (int i = 0; i < numbers.length; i++) { numbers[i] = value; }

在上述代码中，我们使用循环将整型数组 numbers 的每个元素都赋值为 value ，即10。

• 使用 Arrays.fill() 方法： 可以使用 Arrays.fill() 方法来填充数组中的所有元素。例如：

int[] numbers = new int[5]; int value = 10; Arrays.fill(numbers, value); // 指定位置插入数据 Arrays.fill(numbers,0,1,"6565");

在上述代码中，我们使用 Arrays.fill() 方法将整型数组 numbers 中的所有元素都填充为 value ，即10。

• 使用 Arrays.setAll() 方法： 可以使用 Arrays.setAll() 方法来根据索引设置数组中的元素值。例如：

int[] numbers = new int[5]; Arrays.setAll(numbers, i -> i + 1);

在上述代码中，我们使用 Arrays.setAll() 方法根据索引设置了整型数组 numbers 中的元素值。在这个例子中，我们将每个元素设置为其索引值加1。

请注意，以上方法都可以用于一维数组和多维数组。使用适当的方法，可以根据需求来填充数组中的元素。

这些仅是一些常见的数组操作示例，Java还提供了其他更多的数组操作方法和功能。要使用这些方法，请确保在代码中导入正确的类，例如 import java.util.Arrays; 。

6、 数组的局限性

数组在创建时需要指定固定的长度，这意味着数组的大小是不可变的。如果需要动态地添加或删除元素，可能需要使用其他数据结构，例如 ArrayList。

结论： Java数组是一种重要的数据结构，它提供了一种有序存储和操作数据的方式。通过学习数组的基本概念、声明和初始化、访问元素以及常见的数组操作，我们可以更好地利用数组来解决问题。然而，也需要注意数组的局限性，并根据实际需求选择合适的数据结构。