文章目录

1. 数组的定义与创建（1）数组的定义（2）数组的创建及初始化补充：（1）数组的创建及初始化的分离（2）数组不进行初始化时会有默认值 2. 数组的遍历（1）使用for循环（2）使用增强for循环（也称为for-each循环）（3）使用Array.toString方法（注意：需要导入java.util.Arrays） 3. 数组中常用的API（1）binarySearch（2）copyOf（3）copyOfRange（4）equals（5）fill（6）sort（7）toString 4. 二维数组（1）二维数组的定义（2）二维数组的遍历【1】使用for循环遍历二维数组 【2】使用增强for循环遍历二维数组【3】使用`Arrays.deepToString`方法打印二维数组数组和二维数组的内存分配多维数组数组作为参数传递和返回值数组的可变性和不可变性数组与集合（Collections）数组与性能数组与泛型（Generics）总结

1. 数组的定义与创建

（1）数组的定义

在Java中，数组是一种用于存储相同类型数据的集合。数组的大小是固定的，一旦定义就不能改变。数组的定义格式如下：

数据类型[] 数组名;

例如：

int[] numbers; // 定义一个整型数组

（2）数组的创建及初始化

在Java中，数组的创建和初始化通常一起进行：

数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组大小];

例如：

int[] numbers = new int[5]; // 创建一个大小为5的整型数组

初始化值：在创建数组的同时，可以直接为数组元素赋值：

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5}; // 创建一个大小为5的整型数组，并初始化

补充：

（1）数组的创建及初始化的分离

虽然通常我们会一起创建和初始化数组，但也可以先声明再初始化：

int[] numbers; // 声明数组numbers = new int[5]; // 初始化数组

或者先声明并初始化部分值，再后续赋值：

int[] numbers = { 1, 2, 3}; // 初始化部分值numbers[3] = 4; // 后续赋值

（2）数组不进行初始化时会有默认值

如果数组在声明时没有进行初始化，它的元素将被自动赋值为该数据类型的默认值（例如，对于int类型，默认值为0；对于boolean类型，默认值为false等）。

2. 数组的遍历

（1）使用for循环

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5};for (int i = 0; i < numbers.length; i++) { System.out.println(numbers[i]);}

（2）使用增强for循环（也称为for-each循环）

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5};for (int num : numbers) { System.out.println(num);}

（3）使用Array.toString方法（注意：需要导入java.util.Arrays）

import java.util.Arrays;int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5};System.out.println(Arrays.toString(numbers));

3. 数组中常用的API

这些API通常在java.util.Arrays类中定义。

（1）binarySearch

用于在已排序的数组中查找指定元素，并返回其索引。

（2）copyOf

用于创建一个新数组，它是原始数组的副本。

（3）copyOfRange

用于从原始数组中复制一个范围到新数组中。

（4）equals

用于比较两个数组是否相等。

（5）fill

用于将指定的值分配给数组的所有元素。

（6）sort

用于对数组进行排序。

（7）toString

以下是使用java.util.Arrays类中上述API的代码示例：

（1）binarySearch

import java.util.Arrays;public class ArrayExamples { public static void main(String[] args) { int[] sortedArray = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; int index = Arrays.binarySearch(sortedArray, 5); if (index >= 0) { System.out.println("Element found at index: " + index); } else { System.out.println("Element not found. Insertion point: -" + (-index - 1)); } }}

（2）copyOf

import java.util.Arrays;public class ArrayExamples { public static void main(String[] args) { int[] originalArray = { 1, 2, 3, 4, 5}; int[] copiedArray = Arrays.copyOf(originalArray, 7); // 创建长度为7的新数组，并将originalArray的元素复制到其中 for (int i = 0; i < copiedArray.length; i++) { if (i < originalArray.length) { System.out.print(originalArray[i] + " "); // 输出原始数组的元素 } else { System.out.print(0 + " "); // 输出新添加的默认元素（整型数组默认为0） } } System.out.println(); }}

（3）copyOfRange

import java.util.Arrays;public class ArrayExamples { public static void main(String[] args) { int[] originalArray = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; int[] copiedRange = Arrays.copyOfRange(originalArray, 2, 6); // 复制索引2（包含）到索引6（不包含）之间的元素 System.out.println(Arrays.toString(copiedRange)); // 输出：[3, 4, 5, 6] }}

（4）equals

import java.util.Arrays;public class ArrayExamples { public static void main(String[] args) { int[] array1 = { 1, 2, 3, 4, 5}; int[] array2 = { 1, 2, 3, 4, 5}; int[] array3 = { 1, 2, 3, 4, 6}; System.out.println(Arrays.equals(array1, array2)); // 输出：true System.out.println(Arrays.equals(array1, array3)); // 输出：false }}

（5）fill

import java.util.Arrays;public class ArrayExamples { public static void main(String[] args) { int[] array = new int[5]; Arrays.fill(array, 7); // 将数组的所有元素设置为7 System.out.println(Arrays.toString(array)); // 输出：[7, 7, 7, 7, 7] }}

（6）sort

import java.util.Arrays;public class ArrayExamples { public static void main(String[] args) { int[] array = { 9, 5, 1, 8, 3}; Arrays.sort(array); // 对数组进行排序 System.out.println(Arrays.toString(array)); // 输出：[1, 3, 5, 8, 9] }}

（7）toString

import java.util.Arrays;public class ArrayExamples { public static void main(String[] args) { int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5}; System.out.println(Arrays.toString(array)); // 输出：[1, 2, 3, 4, 5] }}

这些示例展示了java.util.Arrays类中一些常用API的基本用法。请注意，在使用binarySearch方法时，数组必须是已排序的，否则结果可能是不正确的。

4. 二维数组

（1）二维数组的定义

二维数组可以看作是一个数组的数组，即数组的每一个元素又是一个数组。

int[][] matrix = new int[3][4]; // 定义一个3行4列的二维整型数组

或者初始化时直接赋值：

int[][] matrix = { { 1, 2, 3, 4}, { 5, 6, 7, 8}, { 9, 10, 11, 12}};

（2）二维数组的遍历

【1】使用for循环遍历二维数组

当使用for循环遍历二维数组时，你需要两个嵌套的for循环：一个用于遍历行（外部循环），另一个用于遍历列（内部循环）。

下面是一个示例代码，展示了如何使用for循环遍历二维数组并打印其内容：

public class TwoDArrayExample { public static void main(String[] args) { int[][] matrix = { { 1, 2, 3, 4}, { 5, 6, 7, 8}, { 9, 10, 11, 12}}; // 使用for循环遍历二维数组 for (int i = 0; i < matrix.length; i++) { // 遍历行 for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) { // 遍历列 System.out.print(matrix[i][j] + " "); // 打印当前元素 } System.out.println(); // 打印完一行后换行 } }}

在这个示例中，外部循环变量i用于遍历二维数组的行，内部循环变量j用于遍历每一行的列。matrix.length给出了二维数组的行数，而matrix[i].length给出了第i行的列数。在内部循环中，我们使用System.out.print()打印当前元素，并在每个元素后添加一个空格。当内部循环完成一行的遍历后，我们使用System.out.println()来换行，以便下一行的元素从新的一行开始打印。

【2】使用增强for循环遍历二维数组

虽然增强for循环（也称为for-each循环）在遍历一维数组时非常方便，但它在直接遍历二维数组时有一定的限制。这是因为增强for循环需要一个明确的可迭代对象（如数组或实现了Iterable接口的集合），而二维数组本质上是一个数组的数组，不是一个直接的可迭代对象。

然而，你可以使用增强for循环遍历二维数组的一维数组（即行），然后对每个一维数组使用传统的for循环或增强for循环来遍历其元素。

下面是一个示例代码，展示了如何使用增强for循环遍历二维数组的行，并使用传统的for循环遍历每一行的元素：

public class TwoDArrayExample { public static void main(String[] args) { int[][] matrix = { { 1, 2, 3, 4}, { 5, 6, 7, 8}, { 9, 10, 11, 12}}; // 使用增强for循环遍历二维数组的行 for (int[] row : matrix) { // 使用传统的for循环遍历每一行的元素 for (int num : row) { System.out.print(num + " "); } System.out.println(); // 打印完一行后换行 } }}

在这个示例中，外部增强for循环变量row表示二维数组中的每一行（即一个一维数组）。然后，我们对每个row使用内部的增强for循环来遍历并打印其元素。

【3】使用Arrays.deepToString方法打印二维数组

如果你想要将整个二维数组转换为一个字符串以便打印或记录，你可以使用Arrays.deepToString方法（需要导入java.util.Arrays）。这个方法会递归地将多维数组转换为字符串。

下面是一个示例代码：

import java.util.Arrays;public class TwoDArrayExample { public static void main(String[] args) { int[][] matrix = { { 1, 2, 3, 4}, { 5, 6, 7, 8}, { 9, 10, 11, 12}}; // 使用Arrays.deepToString方法打印二维数组 System.out.println(Arrays.deepToString(matrix)); }}

运行这段代码将输出类似于以下的字符串：

[[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8], [9, 10, 11, 12]]

数组和二维数组的内存分配

下滑查看解决方法

在Java中，当你创建一个数组时，实际上是在内存中为数组分配了一块连续的空间。对于一维数组，所有的元素都是连续存储的。而对于二维数组，它实际上是一个数组的数组，每个元素都是一个指向一维数组的引用。这些一维数组（即二维数组的行）可以存储在不同的内存位置，但它们各自内部的元素是连续存储的。

多维数组

除了二维数组，Java还支持更多维的数组，如三维数组、四维数组等。不过，在实际编程中，多维数组的使用相对较少，因为它们的结构相对复杂，难以直观地理解和操作。

数组作为参数传递和返回值

在Java中，数组可以作为方法的参数传递，也可以作为方法的返回值。当数组作为参数传递时，实际上传递的是数组的引用，而不是数组本身。因此，在方法内部对数组的任何修改都会影响到原始数组。

数组的可变性和不可变性

Java中的数组是可变的，即数组的大小和内容都可以在运行时被修改。然而，有一些数据结构（如Java中的Arrays.asList()返回的列表）虽然基于数组，但它们是不可变的，即不能修改它们的大小或内容。

数组与集合（Collections）

虽然数组和集合（如ArrayList、HashSet等）都是用来存储数据的，但它们之间有一些重要的区别。数组是静态的，一旦创建，其大小就不能改变。而集合是动态的，可以在运行时添加或删除元素。此外，集合还提供了许多有用的方法来操作和管理数据，如排序、搜索等。

数组与性能

数组在内存中的存储是连续的，这使得它们在处理大量数据时具有较高的性能。然而，由于数组的大小是固定的，因此在使用数组时需要预先估计所需的空间，以避免空间不足或浪费。

数组与泛型（Generics）

Java中的泛型允许你在编译时检查类型安全，但它并不直接支持泛型数组。即你不能创建一个泛型数组（如T[] array），但你可以创建一个泛型集合（如List<T> list）。如果需要处理泛型数据，建议使用集合而不是数组。

总结

数组是Java中一种基本且重要的数据结构，用于存储相同类型的数据。二维数组和多维数组是数组的扩展，可以存储更复杂的数据结构。然而，在实际编程中，需要根据具体的需求和场景来选择使用数组、集合还是其他数据结构。