Java數組的基本操作

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類型的資料時，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:

求兩個數和，需要一個方法，求5個數字和，需要重載一個方法，求100個數和、1000個數之和、10000個數之和，方法的參數列表會很長很長，而且方法得有很多個，而且還得去記住哪個方法是兩個參數的，哪一個方法是三個參數的。這樣總覺得很不爽，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

簡單來講就是一組數據，一堆數據。所謂數組是在程式設計中為了處理方便，把具有相同類型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類型資料的集合稱為數組。而數組中的每一個資料稱為數組元素，數組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（建議使用）: 陣列元素的型別[]  陣列名稱;          eg：int [] ages;

可以把int[]看成是一種資料型，int型別的陣列型別。

  方式2：陣列元素的型別  陣列名稱[];           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、數組的初始化

Java中數組必先初始化後才能使用，所謂初始化就是給數組元素分配內存，並為每個元素賦初始值。

初始化數組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數組一旦初始化完成，數組的長度就固定了,除非重新初始化。也就是說數組是定長的。

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：

陣列元素類型[]  陣列名稱= new 陣列元素類型[]{元素1,元素2,元素3,.......};

範例：

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};

圖解數組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：

陣列元素類型[]  陣列名稱= new  陣列元素類型[ length ];

#範例：

    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中為資料類型設定了初始值，如下圖：

char

#資料型別	#初始值
byte、short、int	0
long	0L
float	0F
#double	0.0D
boolean	#false
##false

############'\u0000'（表示空）################## ###引用資料型別###############null################

三、数组基本操作（一维数组）

3.1 数组基本操作:

• 获取元素: 元素类型 变量 = 数组名[index];

• 设置元素: 数组名[index] = 值;

• 遍历数组元素: 建议使用for循环，因为for循环事先知道循环的次数。

• 数组长度: int len = 数组名.length; length是属性,不是方法.

• 索引范围: 从0开始,逐一递增。 [0，数组名.length-1]

3.2 操作数组常见异常:

NullPointerException：空指针异常(空引用)。

出现该异常的原因：当数组还未初始化,就直接操作数组

如以下代码：

String[] bs = null;

System.out.println(bs.length)

ArrayIndexOutOfBoundsException：数组的索引越界异常。

出现该异常的原因：根据索引取出数据元素时，输入了超出数组索引范围之外的值。

如下代码：

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

int a = nums[4];

3.3 获取数组最大最小元素

/**
 * 求数组最大值
 *
 * @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;
}

/**
 * 求数据最小值
 *
 * @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 打印数组元素

当我们直接使用System.out.println(）打印数组的时候,打印出来是hashCode值,如

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

System.out.println(nums);

我们不喜欢,我们想打印数组的时候，把该数组的元素打印出来，这时需要循环遍历打印

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，每次想打印数据中的元素都还要循环遍历一遍，好麻烦啊！ 有没有更好的方式呢？其实不用着急，Java前辈们已经帮我们想到了这一点了，我们只需要调用Arrays.toString()方法就能够对数组进行打印。

3.5 逆序排列数组元素

例子：原数组[A, B, C, D, E]，要求对该数组进行逆序操作得到新数组:[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 线性搜索：元素出现索引(第一次/最后一次)

数组的线性搜索指得就是挨个遍历，查找数组中与key相同的元素，若查找不到则可以返回-1（惯例，自定义），其效率为O(n)。

例子：int[] arr = {10,20,30,10,50,-30,10};获取元素10在arr数组中第一次出现的索引和最后一次出现的索引

/**
 * 获取数组中指定元素第一次出现的索引
 *
 * @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;
}

/**
 * 获取数组中指定元素最后一次出现的索引
 *
 * @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、多维数组

在前面的文章中我们有提到数组其实就是是多个数据的集合。如果现在有多个数组，我想把多个数组保存在一个集合中，此时我又应该如何完成呢？此时就需要引入多维数组的概念。多维数组其实就是把整个数组看成一个元素，存放到另一个数组当中去。

多维数组的语法：

数组元素类型[] 数组名;

例如如下定义二维数组的格式：

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

  arr1 ,arr2,arr3

};

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

  {1,2,3} ,

  {4,5},

  {6}

};

4.1 多维数组和一维数组的区别

• 一维数组：数组中的每一个元素都是一个值(基本类型和引用类型的值)；

• 二维数组：数组中的每一个元素又是一个一位数组；

• 三维数组：数组中的每一个元素又是一个二维数组；

注意：严格上说在Java中不存在多维数组的概念。为了和C语言做区分一般称之为数组中的数组。

4.2 二维数组的初始化操作

静态初始化：

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

{1,2,3} ,

{4,5},

{6}

};

动态初始化：

int[][] arr = new int[3][5] ;//创建一个长度为3的二维数组,每一个元素(一维数组)的长度为5。

针对于N维数组,需要N个循环嵌套。

五、Java5对数组的新语法支持

Java5对数组的新语法支持主要是增强for循环（foreach）和方法的可变参数。

5.1 增强for循环-foreach

在之前我们使用for循环的打印元素操作如下

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

其实我们在使用循环迭代数组的时候，往往是不关心迭代变量(数组的索引)。那在Java中有没有更好的方式，在迭代数组元素的时候就只操作数组元素，不去操作数组的索引呢？其实是有的。

从Java5开始(JDK1.5)开始，Java提供了一种新的语法：增强for循环(foreach)。

语法：

for(数组元素类型 变量 : 数组名)

{

循环体

}

我们通过反编译工具查看字节码，会发现foreach其实在底层依然是使用for循环+索引来操作数组的。我们把增强for循环称之为编译器的新特性---->语法糖。

注意：语法糖的最大甜头就是让开发者写更少、更简单的代码，完成相同的功能。当我们在迭代数组元素的时候不关心数组的索引的时，首选使用foreach。当然咯，foreach远远没有本篇博客讲解的这么简单，星仔到时候带着大家在集合框架篇的时候再深入讲解foreach。

5.2 方法的可变参数

Java5的时候为什么要增加可变参数呢？我们来看一下以下的需求

需求：编写一个方法,统计使用数组传递过来的总和。

虽然说也是可以实现，但是我们心里肯定是不爽的，主要在于以下几点：

• 为了求多个数之和，我们还得先创建一个数组来存储数据。

• 如果多个数是变化的，比如求3个数之和变成求5个数之和.......，还得去修改定义数组，但是数组是定长的。

那如果要解决该问题该怎么办呢？这个时候就需要引入Java5的另一个新特性：方法的可变参数（说的是参数的个数可变)

注意：

• 方法的可变参数其实也是一个语法糖，是编译器级别的新特性。主要是为了让开发者写代码更简单。

• 方法的可变参数其底层是就是一个数组类型。

• 可变参数必须作为方法的最后一个参数，避免参数的歧义性。

• 一个方法最多只有一个可变参数。

六、数组元素拷贝

数组拷贝：从指定源数组中复制一个数组，复制从指定的位置开始，到目标数组的指定位置结束。

• 从 src 引用的源数组到 dest 引用的目标数组，数组组件的一个子序列被复制下来。

• 被复制的组件的编号等于 length 参数。

• 源数组中位置在 srcPos 到 srcPos+length-1 之间的组件被分别复制到目标数组中的 destPos 到 destPos+length-1 位置。

数组拷贝操作是经常使用到的，SUN就直接把数组的拷贝操作存放在JDK中的System类中。

Object：Java语言中的根类。是所有类的老祖宗。Object可以表示任意数据类型。

该方法没有方法体，该方法使用了native修饰符(本地方法)。该方法底层使用了C/C++语言实现了，Java直接调用其他语言编写好的功能。

arraycopy 方法使用方式：

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

查阅API文档了(Java的帮助文档/好比字典)，在什么类中有什么功能的方法即可。文档在手，天下我有!

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