Java學習總結之陣列（整理分享）

推薦學習：《》

一、為什麼要使用陣列以及陣列的定義

1.1 為什麼使用陣列

問題1:

宣告變數時，每一個單獨的變數都要對應一個變數名，但現在要處理一組相同型別的資料時，如要表示班上100個人的年齡，絕對不希望定義100個變數來表示每個人的年齡，那怎麼辦呢？再看下列例子。

int age = 17;//表示一個年齡

問題2:

求兩個數之和，需要一個方法，求5個數之和，需要過載一個方法，求100個數之和、1000個數之和、10000個數之和，方法的參數列會很長很長，而且方法得有很多個，而且還得去記住哪個方法是兩個引數的，哪個方法是三個引數的。這樣總感覺很不爽，仔細分析這個功能，其實就是求一組數值的和而已，這個方法並不在乎具體是多少個加數，它只在乎需要把哪些數加起來。

大師的建議：定義方法的形參時,最好不好超過5個。

1.2 什麼是陣列

簡單來講就是一組資料，一堆資料。所謂陣列是在程式設計中為了處理方便，把具有相同型別的若干變數按有序的形式組織起來的一種資料形式。這些按一定順序排列的同型別資料的集合稱為陣列。而陣列中的每一個資料稱之為陣列元素，陣列中的元素以索引來表示其存放的位置，索引從0開始，步長是1，有點像Excel表格的行號逐行遞增。

1.3 陣列的定義

方式1（推薦使用）: 陣列元素的型別[] 陣列名; eg：int[] ages;

可以把int[]看成是一種資料型別，int型別的陣列型別。

方式2：陣列元素的型別 陣列名[]; eg： int ages[];

注意：陣列必須先初始化才能使用。因為初始化表示在記憶體中分配空間。

二、陣列的初始化

Java中陣列必先初始化後才能使用，所謂初始化就是給陣列元素分配記憶體，併為每個元素賦初始值。

初始化陣列的兩種方式分為靜態初始化、動態初始化；無論以哪種方式初始化陣列一旦初始化完成，陣列的長度就固定了,除非重新初始化。也就是說陣列是定長的。

陣列是定長的：陣列一旦初始化成功，陣列中的元素個數就已經固定了，不能更改。如果需要更改，只能重新做初始化。

2.1 陣列的靜態初始化

由我們自己來為每一個陣列元素設定初始化值，而陣列的長度由系統(JVM)決定。

語法：

陣列元素型別[] 陣列名 = new 陣列元素型別[]{元素1,元素2,元素3,.......};

舉例：

int[] nums = new int[]{1,3,5,7,9};

簡單寫法，必須宣告之後立刻初始化，不能先宣告後初始化； int[] nums = {1,3,5,7,9};

圖解陣列靜態初始化操作及重新賦值操作

2.2 陣列的動態初始化

由我們來設定陣列的元素個數(陣列長度)，而每一個陣列元素的初始值由系統決定。

語法：

陣列元素型別[] 陣列名 = new 陣列元素型別[ length ];

舉例：

    int[] ages = new  int[
100
];

注意：int[] nums = new int[5]{1,3,5,7,9};//寫法是錯誤的。不能同時使用靜態初始化和動態初始化。

2.3 什麼時候使用靜態初始化，什麼時候使用動態初始化呢？

當我們事先知道需要儲存哪一些資料的時候，選用靜態初始化；

當我們事先不知道,需要儲存哪些資料的時候，只能使用動態初始化；

Java中給資料型別設定了初始值，如下圖：

三、陣列基本操作（一維陣列）

3.1 陣列基本操作:

• 獲取元素: 元素型別 變數 = 陣列名[index];
• 設定元素: 陣列名[index] = 值;
• 遍歷陣列元素: 建議使用for迴圈，因為for迴圈事先知道迴圈的次數。
• 陣列長度: int len = 陣列名.length; length是屬性,不是方法.
• 索引範圍: 從0開始,逐一遞增。 [0，陣列名.length-1]

3.2 運算元組常見異常:

NullPointerException：空指標異常(空參照)。

出現該異常的原因：當陣列還未初始化,就直接運算元組

如以下程式碼：

String[] bs = null;

System.out.println(bs.length)

ArrayIndexOutOfBoundsException：陣列的索引越界異常。

出現該異常的原因：根據索引取出資料元素時，輸入了超出陣列索引範圍之外的值。

如下程式碼：

int[] nums = {1,3,5,7,9};

int a = nums[4];

3.3 獲取陣列最大最小元素

/**
 * 求陣列最大值
 *
 * @param nums
 * @return
 */
public static int getMax(int[] nums) {
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        int num = nums[i];
        if (result < num) {
            result = num;
        }
    }
    return result;
}

/**
 * 求資料最小值
 *
 * @param nums
 * @return
 */
public static int getMin(int[] nums) {
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        int num = nums[i];
        if (i == 0) {
            result = num;
        }
        if (result > num) {
            result = num;
        }
    }
    return result;
}

3.4 列印陣列元素

當我們直接使用System.out.println(）列印陣列的時候,列印出來是hashCode值,如

int[] nums = new int[]{1, 3, 5, 7, 9};

System.out.println(nums);

我們不喜歡,我們想列印陣列的時候，把該陣列的元素列印出來，這時需要回圈遍歷列印

int[] nums = new int[]{1, 3, 5, 7, 9};
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
    System.out.print(nums[i] + " ");
}

但是呢，每次想列印資料中的元素都還要回圈遍歷一遍，好麻煩啊！ 有沒有更好的方式呢？其實不用著急，Java前輩們已經幫我們想到了這一點了，我們只需要呼叫Arrays.toString()方法就能夠對陣列進行列印。

3.5 逆序排列陣列元素

例子：原陣列[A, B, C, D, E]，要求對該陣列進行逆序操作得到新陣列:[E, D, C, B, A]。

public static String[] reversedOrder(String[] nums) {
    String[] result = new String[nums.length];
    int index = 0;
    for (int i = nums.length - 1; i >= 0; i--) {
        result[index] = nums[i];
        index++;
    }
    return result;
}

3.6 線性搜尋：元素出現索引(第一次/最後一次)

陣列的線性搜尋指得就是挨個遍歷，查詢陣列中與key相同的元素，若查詢不到則可以返回-1（慣例，自定義），其效率為O(n)。

例子：int[] arr = {10,20,30,10,50,-30,10};獲取元素10在arr陣列中第一次出現的索引和最後一次出現的索引

/**
 * 獲取陣列中指定元素第一次出現的索引
 *
 * @param nums
 * @param element
 * @return
 */
public static int indexOf(int[] nums, int element) {
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        if (element == nums[i]) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

/**
 * 獲取陣列中指定元素最後一次出現的索引
 *
 * @param nums
 * @param element
 * @return
 */
public static int lastIndexOf(int[] nums, int element) {
    for (int i = nums.length - 1; i >= 0; i--) {
        if (element == nums[i]) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

四、多維陣列

在前面的文章中我們有提到陣列其實就是是多個資料的集合。如果現在有多個陣列，我想把多個陣列儲存在一個集合中，此時我又應該如何完成呢？此時就需要引入多維陣列的概念。多維陣列其實就是把整個陣列看成一個元素，存放到另一個陣列當中去。

多維陣列的語法：

陣列元素型別[] 陣列名;

例如如下定義二維陣列的格式：

int[][]  arr = new int[][]   {

  arr1 ,arr2,arr3

};

int[][]  arr = new int[][]   {

  {1,2,3} ,

  {4,5},

  {6}

};

4.1 多維陣列和一維陣列的區別

• 一維陣列：陣列中的每一個元素都是一個值(基本型別和參照型別的值)；
• 二維陣列：陣列中的每一個元素又是一個一位陣列；
• 三維陣列：陣列中的每一個元素又是一個二維陣列；

注意：嚴格上說在Java中不存在多維陣列的概念。為了和C語言做區分一般稱之為陣列中的陣列。

4.2 二維陣列的初始化操作

靜態初始化：

int[][] arr = new int[][] {

{1,2,3} ,

{4,5},

{6}

};

動態初始化：

int[][] arr = new int[3][5] ;//建立一個長度為3的二維陣列,每一個元素(一維陣列)的長度為5。

針對於N維陣列,需要N個迴圈巢狀。

五、Java5對陣列的新語法支援

Java5對陣列的新語法支援主要是增強for迴圈（foreach）和方法的可變引數。

5.1 增強for迴圈-foreach

在之前我們使用for迴圈的列印元素操作如下

int[] nums = new int[]{1, 3, 5, 7, 9};
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
    System.out.println(nums[i]);
}

其實我們在使用迴圈迭代陣列的時候，往往是不關心迭代變數(陣列的索引)。那在Java中有沒有更好的方式，在迭代陣列元素的時候就只運算元組元素，不去運算元組的索引呢？其實是有的。

從Java5開始(JDK1.5)開始，Java提供了一種新的語法：增強for迴圈(foreach)。

語法：

for(陣列元素型別 變數 : 陣列名)

{

迴圈體

}

我們通過反編譯工具檢視位元組碼，會發現foreach其實在底層依然是使用for迴圈+索引來運算元組的。我們把增強for迴圈稱之為編譯器的新特性---->語法糖。

注意：語法糖的最大甜頭就是讓開發者寫更少、更簡單的程式碼，完成相同的功能。當我們在迭代陣列元素的時候不關心陣列的索引的時，首選使用foreach。當然咯，foreach遠遠沒有本篇部落格講解的這麼簡單，星仔到時候帶著大家在集合框架篇的時候再深入講解foreach。

5.2 方法的可變引數

Java5的時候為什麼要增加可變引數呢？我們來看一下以下的需求

需求：編寫一個方法,統計使用陣列傳遞過來的總和。

雖然說也是可以實現，但是我們心裡肯定是不爽的，主要在於以下幾點：

• 為了求多個數之和，我們還得先建立一個陣列來儲存資料。
• 如果多個數是變化的，比如求3個數之和變成求5個數之和.......，還得去修改定義陣列，但是陣列是定長的。

那如果要解決該問題該怎麼辦呢？這個時候就需要引入Java5的另一個新特性：方法的可變引數（說的是引數的個數可變)

注意：

• 方法的可變引數其實也是一個語法糖，是編譯器級別的新特性。主要是為了讓開發者寫程式碼更簡單。
• 方法的可變引數其底層是就是一個陣列型別。
• 可變引數必須作為方法的最後一個引數，避免引數的歧義性。
• 一個方法最多隻有一個可變引數。

六、陣列元素拷貝

陣列拷貝：從指定源陣列中複製一個陣列，複製從指定的位置開始，到目標陣列的指定位置結束。

• 從 src 參照的源陣列到 dest 參照的目標陣列，陣列元件的一個子序列被複制下來。
• 被複制的元件的編號等於 length 引數。
• 源陣列中位置在 srcPos 到 srcPos+length-1 之間的元件被分別複製到目標陣列中的 destPos 到 destPos+length-1 位置。

陣列拷貝操作是經常使用到的，SUN就直接把陣列的拷貝操作存放在JDK中的System類中。

Object：Java語言中的根類。是所有類的老祖宗。Object可以表示任意資料型別。

該方法沒有方法體，該方法使用了native修飾符(本地方法)。該方法底層使用了C/C++語言實現了，Java直接呼叫其他語言編寫好的功能。

arraycopy 方法使用方式：

System.arraycopy(src, 2, dest, 5, 4);

查閱API檔案了(Java的幫助檔案/好比字典)，在什麼類中有什麼功能的方法即可。檔案在手，天下我有!

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