JavaSE 基础语法 - 数组的定义与使用 - ②

接上节 JavaSE 基础语法 - 数组的定义与使用 - ① 的内容。

七、数组元素的访问

一个数组包含：

• 数组变量；
• 数组对象；
• 数组元素；
• 数组索引。

其中，数组元素通过索引进行访问。

7.1 通过索引访问数组元素

数组访问格式：

数组名[索引]

例如：

int[]nums={10,20,30,40};System.out.println(nums[0]);

输出：

10

这里nums[0]表示访问数组中索引为 0 的元素。

数组对应关系：

索引：0123↓ ↓ ↓ ↓10203040

因此：

nums[0]->20nums[2]->30

注意：

• 数组索引从 0 开始。
• 如果想要访问最后一个元素，可以使用 数组长度 - 1。

7.2 修改数组元素

数组元素不仅可以读取，也可以修改。

例如：

int[]nums={10,20,30};nums[1]=200;System.out.println(nums[1]);

输出：

200

执行过程：

修改前：

┌─────────────┐ │10│20│30│ └─────────────┘

执行：

nums[1]=200;

修改后：

┌───────────────┐ │10│200│30│ └───────────────┘

注意：修改的是数组对象中的元素。

数组长度不会发生变化。

7.3 获取数组长度

Java 数组提供了：length属性。

用于获取数组中元素的个数。

例如：

int[]nums={10,20,30,40};System.out.println(nums.length);

输出：

4

注意：

数组长度：

nums.length

不是：

nums.length()

因为：

• length 是数组属性；
• length() 是方法。

例如：

String：

str.length();

数组：

arr.length;

二者不要混淆。

八、数组的遍历

数组遍历是数组使用中最常见的操作。

所谓遍历：按照一定顺序访问数组中的每一个元素。

例如：

数组：

int[]nums={10,20,30};

遍历结果：

102030

Java 中数组遍历主要有两种方式：

• 普通 for 循环；
• 增强 for 循环（foreach）。

8.1 使用普通 for 循环遍历

语法：

for(初始化;条件判断;更新){}

数组遍历：

int[]nums={10,20,30,40};for(inti=0;i<nums.length;i++){System.out.println(nums[i]);}

执行过程：

第一次：

i=0nums[0]10

第二次：

i=1nums[1]20

依次访问：

10203040

为什么使用 length？

推荐：

i<nums.length

不要写：

i<4

原因：

如果数组长度改变：

int[]nums=newint[100];

代码仍然可以正常运行。

8.2 增强 for 循环（foreach）

Java 提供了一种更加简洁的数组遍历方式。

语法：

for(数据类型 变量:数组){}

例如：

int[]nums={10,20,30,40};for(intnum:nums){System.out.println(num);}

输出：

10203040

执行过程：

第一次：num=10第二次：num=20第三次：num=30第四次：num=40

8.3 普通 for 和 foreach 对比

什么情况下使用普通 for？

例如：

需要修改数组元素：

for(inti=0;i<arr.length;i++){arr[i]+=10;}

需要通过索引访问：arr[i]

什么情况下使用 foreach？

只是读取数组：

for(intnum:arr){System.out.println(num);}

推荐使用 foreach。

九、数组常见异常

在平常写代码的时候经常会出现异常。

其中最常见的有两个：

• 数组越界异常；
• 空指针异常。

9.1 ArrayIndexOutOfBoundsException

中文：数组索引越界异常。

原因：访问了不存在的索引。

例如：

int[]nums={10,20,30};System.out.println(nums[3]);

数组长度：

3

合法索引：

012

但是访问nums[3]不存在。

因此报错：ArrayIndexOutOfBoundsException

解决：

访问数组时不要超过数组长度。

尽量使用：

length-1

来确定长度。

9.2 NullPointerException

中文：空指针异常。

例如：

int[]nums=null;System.out.println(nums.length);

运行报错：NullPointerException

为什么？

因为：nums没有指向任何数组对象。

访问nums.length相当于访问一个不存在的对象。

因此报错。

解决：

创建数组：

int[]nums=newint[5];

或者赋值：

int[]nums={1,2,3};

十、数组练习

10.1 数组求和

需求：计算数组所有元素之和。

代码：

publicstaticintsum(int[]arr){intsum=0;for(inti=0;i<arr.length;i++){sum+=arr[i];}returnsum;}

测试：

int[]nums={10,20,30};System.out.println(sum(nums));

结果：

60

10.2 求数组最大值

思路：假设第一个元素最大，然后依次比较。

代码：

publicstaticintmax(int[]arr){intmax=arr[0];for(inti=1;i<arr.length;i++){if(arr[i]>max){max=arr[i];}}returnmax;}

执行：

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

结果：

50

10.3 数组元素查找（顺序查找）

需求：查找数组中是否存在某个元素。

例如：查找 30

代码：

publicstaticintsearch(int[]arr,inttarget){for(inti=0;i<arr.length;i++){if(arr[i]==target){returni;}}return-1;}

返回：

• 找到：返回索引；
• 没找到：返回 -1。

10.4 数组逆序

例如：

原数组：1 2 3 4 5

变成： 5 4 3 2 1

代码：

publicstaticvoidreverse(int[]arr){for(inti=0;i<arr.length/2;i++){inttemp=arr[i];arr[i]=arr[arr.length-1-i];arr[arr.length-1-i]=temp;}}

十一、Arrays 工具类

Java 提供了一个专门操作数组的工具类：java.util.Arrays它提供了大量数组操作方法。

使用前需要导入：import java.util.Arrays;

下面仅介绍几个常用的。

11.1 Arrays.toString()

作用：将数组转换成字符串。

例如：

int[]nums={10,20,30};System.out.println(Arrays.toString(nums));

输出：

[10,20,30]

否则

直接输出数组：

System.out.println(nums);

结果类似：

[I@1b6d3586

这是数组对象地址信息。

11.2 Arrays.sort()

作用：数组排序。

例如：

int[]nums={30,10,20};Arrays.sort(nums);System.out.println(Arrays.toString(nums));

结果：

[10,20,30]

默认：升序排序。

11.3 Arrays.equals()

作用：比较两个数组内容是否相同。

例如：

int[]a={1,2,3};int[]b={1,2,3};System.out.println(Arrays.equals(a,b));

结果：

true

注意：

不要使用：

a==b

因为：比较的是地址。

11.4 Arrays.copyOf()

作用：数组复制。

例如：

int[]nums={1,2,3};int[]copy=Arrays.copyOf(nums,5);

结果：

[1,2,3,0,0]

可以用于数组扩容。

十二、二维数组

12.1 什么是二维数组

二维数组本质上是：数组中的元素仍然是数组。

也就是说：

二维数组就是：一个数组里面存放多个一维数组。

例如：

int[][]arr;

可以理解为：

二维数组 一维数组 ↓[102030]一维数组 ↓[405060]一维数组 ↓[708090]

因此二维数组可以表示：

• 表格；
• 矩阵；
• 多组数据。

二维数组的应用场景：

场景一：保存学生成绩

例如：

三个学生：

每个学生三门成绩：

语文 数学 英语 张三908588李四959290王五807885

可以表示为：

int[][]scores={{90,85,88},{95,92,90},{80,78,85}};

场景二：棋盘

例如：

五子棋棋盘：

000000102000100

可以使用二维数组保存。

12.2 二维数组定义

动态初始化

语法：

数据类型[][]数组名=new数据类型[行数][列数];

例如：

int[][]arr=newint[3][4];

表示创建：

• 3 行；
• 每行 4 个元素。

结构：

列0123行00000行10000行20000

默认值：

因为是 int 类型，所有元素默认：0

静态初始化

语法：

数据类型[][]数组名={{元素1,元素2},{元素1,元素2}};

例如：

int[][]arr={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};

表示：

123456789

二维数组元素访问

二维数组访问：

数组名[行索引][列索引]

例如：

int[][]arr={{10,20,30},{40,50,60}};System.out.println(arr[0][1]);

执行：

先找：

第 0 行：10 20 30

再找：

第 1 列：20

输出：20

二维数组索引：

列012行0102030行1405060

访问：arr[1][2]

表示：第 2 行，第 3 个元素。

结果：60

12.3 二维数组遍历

二维数组遍历需要两层循环。

原因：外层循环控制行。内层循环控制列。

普通 for 循环遍历

例如：

publicclassDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){int[][]arr={{10,20,30},{40,50,60},{70,80,90}};for(inti=0;i<arr.length;i++){for(intj=0;j<arr[i].length;j++){System.out.print(arr[i][j]+" ");}System.out.println();}}}

输出：

102030405060708090

执行过程：

第一次外层循环：i=0，访问：102030第二次：i=1，访问：405060

foreach 遍历二维数组

二维数组本质：数组里面套数组。

所以可以使用嵌套 foreach。

例如：

int[][]arr={{1,2,3},{4,5,6}};for(int[]row:arr){for(intnum:row){System.out.print(num+" ");}System.out.println();}

输出：

123456

12.4 二维数组内存分析

例如：

int[][]arr=newint[2][3];

很多人认为：二维数组是一整块连续空间。

实际上二维数组本质是：数组里面存放多个一维数组的引用。

创建过程：

第一步：创建外层数组arr，它保存两个元素。

第二步：创建两个一维数组。

内存如下图：

因此：

二维数组实际上包含：

• 一个外层数组；
• 多个内层数组。