原文：https://shimo.im/docs/TcdrXydwCTHY866T/ 《第3章 数组》

第3章 数组

3.1 数组的概述

  1. /*
  2.  * 一、数组的概述
  3.  * 1.数组的理解：数组(Array)，是多个相同类型数据按一定顺序排列的集合，
  4.  * 并使用一个名字命名，并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
  5.  * 
  6.  * 2.数组的相关概念：
  7.  * >数组名
  8.  * >元素
  9.  * >角标、下标、索引
  10.  * >数组的长度：元素的个数
  11.  * 
  12.  * 3.数组的特点：
  13.  * 1)数组属于引用类型的变量。数组的元素，既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型。
  14.  * 2)创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间；
  15.  * 3)数组的长度一旦确定，就不能修改;
  16.  * 4)数组是有序排列的。
  17.  * 
  18.  * 4.数组的分类：
  19.  *     ① 按照维数：一维数组、二维数组、三维数组……
  20.  *  ② 按照数组元素类型：基本数据类型元素的数组、引用类型元素的数组
  21.  *  
  22.  */

3.2 一维数组的使用

  1. /*
  2.  *     ① 一维数组的声明和初始化
  3.  *  ② 如何调用数组的指定位置的元素
  4.  *  ③ 如何获取数组的长度
  5.  *  ④ 如何遍历数组
  6.  *  ⑤ 数组元素的默认初始化值：见ArrayTest1.java
  7.  *  ⑥ 数组的内存解析：见ArrayTest1.java
  8.  */

代码案例1——ArrayTest.java

  1. public class ArrayTest {
  2.     public static void main(String[] args) {
  4.         //1. 一维数组的声明和初始化
  5.         int num;    //声明
  6.         num = 10;    //初始化
  7.         int id = 1001;    //声明 + 初始化
  9.         int[] ids;    //声明
  10.         //1.1静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行
  11.         ids = new int[]{1001,1002,1003,1004};    
  12.         //1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行
  13.         String[] names = new String[5]; 
  15.         //错误的写法：
  16. //        int[] arr1 = new int[];    //未赋值、未指明长度
  17. //        int[5] arr2 = new int[5];
  18. //        int[] arr3 = new int[3]{1,2,3};
  20.         //也是正确的写法：
  21.         int[] arr7 = {1,2,3,5,4};//类型推断
  23.         /*总结：数组一旦初始化完成，其长度就确定了。
  24.         */
  26.         //2.如何调用数组的指定位置的元素：通过角标的方式调用。
  27.         //数组的角标(或索引)从0开始的，到数组的长度-1结束
  28.         names[0] = "张郃";
  29.         names[1] = "王陵";
  30.         names[2] = "张学良";
  31.         names[3] = "王传志";    //charAt(0)
  32.         names[4] = "李峰";
  33. //        names[5] = "周礼";    //如果数组超过角标会通过编译，运行失败。
  35.         //3.如何获取数组的长度
  36.         //属性：length
  37.         System.out.println(names.length);    //5
  38.         System.out.println(ids.length);    //4
  40.         //4.如何遍历数组
  41. //        System.out.println(names[0]);
  42. //        System.out.println(names[1]);
  43. //        System.out.println(names[2]);
  44. //        System.out.println(names[3]);
  45. //        System.out.println(names[4]);
  47.         for(int i = 0;i < names.length;i++){
  48.             System.out.println(names[i]);
  49.         }
  51.     }
  52. }

代码案例2——ArrayTest1.java

  1. /*
  2.  * ⑤ 数组元素的默认初始化值
  3.  *         > 数组元素是整形：0
  4.  *         > 数组元素是浮点型：0.0
  5.  *         > 数组元素是char型：0或'\u0000'，而非'0'
  6.  *         > 数组元素是boolean型:false
  7.  * 
  8.  *         > 数组元素是引用数据类型：null 
  9.  */
  10. public class ArrayTest1 {
  11.     public static void main(String[] args) {
  12.         //5.数组元素的默认初始化值
  13.         int[] arr = new int[4];
  14.         for(int i = 0;i < arr.length;i++){
  15.             System.out.println(arr[i]);
  16.         }
  17.         System.out.println("*****************");
  19.         short[] arr1 = new short[4];
  20.         for(int i = 0;i < arr1.length;i++){
  21.             System.out.println(arr1[i]);
  22.         }
  23.         System.out.println("*****************");
  25.         float[] arr2 = new float[5]; 
  26.         for(int i = 0;i < arr2.length;i++){
  27.             System.out.println(arr2[i]);
  28.         }
  29.         System.out.println("*****************");
  31.         char[] arr3 = new char[5]; 
  32.         for(int i = 0;i < arr3.length;i++){
  33.             System.out.println("----" + arr3[i] + "****");
  34.         }
  36.         if(arr3[0] == 0){
  37.             System.out.println("你好！");
  38.         }
  39.         System.out.println("*****************");
  41.         boolean[] arr4 = new boolean[5];
  42.         System.out.println(arr4[0]);
  44.         System.out.println("*****************");
  45.         String[] arr5 = new String[5];
  46.         System.out.println(arr5[0]);
  47.         //验证
  48.         if(arr5[0] == null){
  49.             System.out.println("北京天气好差！");
  50.         }
  52.     }
  53. }

内存的简化结构

Java学习路线：day6 数组 - 图1

一维数组的内存解析

  1. int[] arr = new int[]{1,2,3};
  2. String[] arr1 = new String[4];
  3. arr1[1] = “刘德华”;
  4. arr1[2] = “张学友”;
  5. arr1 = new String[3];
  6. System.out.println(arr1[1]);//null

Java学习路线：day6 数组 - 图2

  • 按照图中步骤，最后数组内存解析完成，数组内部值为null。

练习1

  1. /*
  2.  * 升景坊单间短期出租4个月，550元/月（水电煤公摊，网费35元/月），空调、卫生间、厨房齐全。
  3.  * 屋内均是IT行业人士，喜欢安静。所以要求来租者最好是同行或者刚毕业的年轻人，爱干净、安静。
  4.  * eclipse代码一键格式规范化：Ctrl+Shift+F
  5.  */
  6. public class ArrayDemo {
  7.     public static void main(String[] args) {
  8.         int[] arr = new int[] { 8, 2, 1, 0, 3 };
  9.         int[] index = new int[] { 2, 0, 3, 2, 4, 0, 1, 3, 2, 3, 3 };
  10.         String tel = "";
  11.         for (int i = 0; i < index.length; i++) {
  12.             tel += arr[index[i]];
  13.         }
  14.         System.out.println("联系方式：" + tel);
  15.     }
  16. }

练习2

  1. /*
  2.  * 2. 从键盘读入学生成绩，找出最高分，并输出学生成绩等级。
  3.  * 成绩>=最高分-10    等级为’A’   
  4.  * 成绩>=最高分-20    等级为’B’
  5.  * 成绩>=最高分-30    等级为’C’   
  6.  * 其余等级为’D’
  7.  * 提示：先读入学生人数，根据人数创建int数组，存放学生成绩。
  8.  */
  9. import java.util.Scanner;
  10. public class ArrayDemo2 {
  11.     public static void main(String[] args) {
  12.         //1.使用Scanner，读取学生的个数
  13.         Scanner scan = new Scanner(System.in);
  14.         System.out.print("请输入学生人数：");
  15.         int num = scan.nextInt();
  17.         //2.创建数组，存储学生成绩，动态初始化
  18.         int[] str = new int[num];
  19.         System.out.println("请输入" + num + "个学生成绩");
  21.         //3.给数组中的元素赋值
  22.         int maxnum = 0;
  23.         for(int i = 0;i < str.length;i++){
  24.             str[i] = scan.nextInt();
  25.             //4.获取数组元素中的最大值：最高分
  26.             if(maxnum < str[i]){
  27.                 maxnum = str[i];
  28.             }
  29.         }
  31.         //5.根据每个学生成绩与最高分的差值，得到每个学生的等级，并输出等级和成绩    
  32.         char Grade;    //成绩等级
  33.         for(int i = 0;i < str.length;i++){
  34.             if(maxnum - str[i] <= 10){
  35.                 Grade = 'A';
  36.             }else if(maxnum - str[i] <= 20){
  37.                 Grade = 'B';
  38.             }else if(maxnum - str[i] <= 30){
  39.                 Grade = 'C';
  40.             }else{
  41.                 Grade = 'D';
  42.             }
  44.             System.out.println("student " + i + "score is" + str[i] + 
  45.                     " grade is " + Grade);
  46.         }
  47.     }
  48. }

3.3 多维数组的使用

  • Java 语言里提供了支持多维数组的语法。
  • 如果说可以把一维数组当成几何中的线性图形，那么二维数组就相当于是一个表格，像下图Excel中的表格一样。

Java学习路线：day6 数组 - 图3

二位数组

代码案例——ArrayTest2.java

  1. /*
  2.  * 二维数组的使用
  3.  * 
  4.  * 1.理解
  5.  * 对于二维数组的理解，我们可以看成是一维数组array1又作为另一个一维数组array2的元素而存在。
  6.  * 其实，从数组底层的运行机制来看，其实没有多维数组。
  7.  * 
  8.  * 2.二维数组的使用：
  9.  *     ① 二位数组的初始化
  10.  *  ② 如何调用数组的指定位置的元素
  11.  *  ③ 如何获取数组的长度
  12.  *  ④ 如何遍历数组
  13.  *  ⑤ 数组元素的默认初始化值:见ArrayTest3.java
  14.  *  ⑥ 数组的内存解析:见ArrayTest3.java
  15.  * 
  16.  */
  17. public class ArrayTest2 {
  18.     public static void main(String[] args) {
  19.         //1.二维数组的声明和初始化
  20.         int[] arr = new int[]{1,2,3};
  21.         //静态初始化
  22.         int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
  23.         //动态初始化1
  24.         String[][] arr2 = new String[3][2];
  25.         //动态初始化2
  26.         String[][] arr3 = new String[3][];
  28.         //错误的情况
  29. //        String[][] arr4 = new String[][];
  30. //        String[][] arr5 = new String[][4];
  31. //        String[][] arr6 = new String[4][3]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
  33.         //正确的情况：
  34.         int arr4[][] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,12,6},{7,8,9}};
  35.         int[] arr5[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
  36.         int[][] arr6 = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};        
  38.         //2.如何调用数组的指定位置的元素
  39.         System.out.println(arr1[0][1]);    //2
  40.         System.out.println(arr2[1][1]);    //null
  42.         arr3[1] = new String[4];    //定义arr3的[1]为长度为4的字符数组
  43.         System.out.println(arr3[1][0]);    //没有上句，会报错
  45.         //3.获取数组的长度
  46.         System.out.println(arr4.length);    //3
  47.         System.out.println(arr4[0].length);    //3
  48.         System.out.println(arr4[1].length);    //4
  50.         //4.如何遍历二维数组
  51.         for(int i = 0;i < arr4.length;i++){
  52.             for(int j = 0;j < arr4[i].length;j++){
  53.                 System.out.print(arr4[i][j] + " ");
  54.             }
  55.             System.out.println();
  56.         }
  57.     }
  58. }

代码案例——ArrayTest3.java

/*
 * 二维数组的使用：
 *     规定：二维数组分为外层数组的元素，内层数组的元素
 *     int[][] arr = new int[4][3]; 
 *  外层元素:arr[0],arr[1]等
 *  内层元素:arr[0][0],arr[1][2]等
 *  
 *     ⑤ 数组元素的默认初始化值
 *     针对于初始化方式一：比如：int[][] arr = new int[4][3];
 *         外层元素的初始化值为：地址值
 *         内层元素的初始化值为：与一维数组初始化情况相同
 *     
 * 针对于初始化方式而：比如：int[][] arr = new int[4][];
 *         外层元素的初始化值为：null
 *         内层元素的初始化值为：不能调用，否则报错。
 * 
 *     ⑥ 数组的内存解析
 */
public class ArrayTest3 {
    public static void main(String[] args) {

        int[][] arr = new int[4][3];
        System.out.println(arr[0]);    //[I@15db9742
        System.out.println(arr[0][0]);    //0

//        System.out.println(arr);    //ArrayTest3.java

        System.out.println("***********************");
        float[][] arr1 = new float[4][3];
        System.out.println(arr1[0]);    //地址值
        System.out.println(arr1[0][0]);    //0.0

        System.out.println("***********************");

        String[][] arr2 = new String[4][2];
        System.out.println(arr2[1]);    //地址值
        System.out.println(arr2[1][1]);    //null

        System.out.println("*********************");
        double[][] arr3 = new double[4][];
        System.out.println(arr3[1]);    //null
//        System.out.println(arr3[1][0]);    //报错
    }
}

二维数组的内存解析

  • 案例1
int[][] arr1 = new int[4][];
arr1[1] = new int[]{1,2,3};
arr1[2] = new int[4];
arr1[2][1] = 30;

Java学习路线：day6 数组 - 图4

  • 案例2
int[][] arr4= newint[3][];
System.out.println(arr4[0]);//null
System.out.println(arr4[0][0]);//报错
arr4[0] = new int[3];
arr4[0][1] = 5;
arr4[1] = new int[]{1,2};

Java学习路线：day6 数组 - 图5

  • 案例3
int[][] arr = new int[3][];
arr[1] = new int[]{1,2,3};
arr[2] = new int[3];
System.out.println(arr[0]);//null
System.out.println(arr[0][0]);//报异常

Java学习路线：day6 数组 - 图6

  • 案例4
int[][] arr1= newint[4][];
arr1[0] = new int[3];
arr1[1] = new int[]{1,2,3};
arr1[0][2] = 5;
arr1 = new int[2][];

Java学习路线：day6 数组 - 图7

练习

Java学习路线：day6 数组 - 图8

public class ArrayEver1 {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = new int[][]{{3,5,8},{12,9},{7,0,6,4}};
        int sum = 0;    //记录总和
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            for(int j = 0;j < arr[i].length;j++){
                sum += arr[i][j];
            }
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

练习 2
Java学习路线：day6 数组 - 图9

练习 3

  • 使用二维数组打印一个 10 行杨辉三角。
/*
 * 【提示】
 * 1. 第一行有 1 个元素, 第 n 行有 n 个元素
 * 2. 每一行的第一个元素和最后一个元素都是 1
 * 3. 从第三行开始, 对于非第一个元素和最后一个元素的元素。
 * 即：yanghui[i][j] = yanghui[i-1][j-1] + yanghui[i-1][j];
 */
public class ArrayEver2 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.声明并初始化二维数组
        int[][] arr = new int[10][];

        //2.给数组的元素赋值，遍历二维数组
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            arr[i] = new int[i+1];

            //2.1 给首末元素赋值
            arr[i][0]=arr[i][i]=1;
            //2.2 给每行的非首末元素赋值
        //    if(i > 1){
            for(int j = 1;j < arr[i].length-1;j++){
                    arr[i][j] = arr[i-1][j-1] + arr[i-1][j];
                }
        //    }

        }

    //    3.遍历数组
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            for(int j = 0;j <arr[i].length;j++){
                System.out.print(arr[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }

    }
}

面试题目

  • 创建一个长度为 6 的 int 型数组，要求取值为 1-30，同时元素值各不相同
//此题只做了解，初学不必精通。
public class ArrayEver3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 方式一：
//        int[] arr = new int[6];
//        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)
//            arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;
//
//            boolean flag = false;
//            while (true) {
//                for (int j = 0; j < i; j++) {
//                    if (arr[i] == arr[j]) {
//                        flag = true;
//                        break;
//                    }
//                }
//                if (flag) {
//                    arr[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;
//                    flag = false;
//                    continue;
//                }
//                break;
//            }
//        }
//
//        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//            System.out.println(arr[i]);
//        }
        // 方式二：
        int[] arr2 = new int[6];
        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {// [0,1) [0,30) [1,31)
            arr2[i] = (int) (Math.random() * 30) + 1;

            for (int j = 0; j < i; j++) {
                if (arr2[i] == arr2[j]) {
                    i--;
                    break;
                }
            }
        }

        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
            System.out.println(arr2[i]);
        }
    }
}

整个Java全栈系列都是笔者自己敲的笔记。写作不易，如果可以，点个赞呗！✌