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Java数组

数组是Java中最基本的数据结构之一，它是一种用于存储相同类型数据的容器。数组的大小在创建时确定，并且在整个生命周期中保持不变。本文将详细介绍Java数组的概念、使用方法以及实际应用场景。

什么是数组？​

数组是一种线性数据结构，用于存储相同类型的元素。数组中的每个元素都可以通过索引访问，索引从0开始。数组的大小在创建时确定，并且不能动态改变。

数组的特点​

  • 固定大小：数组的大小在创建时确定，不能动态改变。
  • 相同类型：数组中的所有元素必须是相同类型。
  • 索引访问：数组中的元素可以通过索引访问，索引从0开始。

声明和初始化数组​

在Java中，数组可以通过以下方式声明和初始化：

声明数组​

java
// 声明一个整型数组
int[] numbers;

初始化数组​

java
// 初始化一个大小为5的整型数组
numbers = new int[5];

声明并初始化数组​

java
// 声明并初始化一个整型数组
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

访问数组元素​

数组中的元素可以通过索引访问。索引从0开始，最大索引为数组长度减1。

java
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

// 访问第一个元素
int firstElement = numbers[0]; // 输出: 1

// 访问第三个元素
int thirdElement = numbers[2]; // 输出: 3
警告

注意：如果尝试访问超出数组范围的索引，将会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常。

遍历数组​

遍历数组是常见的操作，可以使用 for 循环或 for-each 循环来遍历数组。

使用 for 循环遍历数组​

java
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

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

使用 for-each 循环遍历数组​

java
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

for (int number : numbers) {
    System.out.println(number);
}

多维数组​

Java支持多维数组，最常见的是二维数组。二维数组可以看作是一个表格，有行和列。

声明和初始化二维数组​

java
// 声明一个2行3列的二维数组
int[][] matrix = new int[2][3];

// 初始化二维数组
matrix[0][0] = 1;
matrix[0][1] = 2;
matrix[0][2] = 3;
matrix[1][0] = 4;
matrix[1][1] = 5;
matrix[1][2] = 6;

遍历二维数组​

java
int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
    for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
        System.out.print(matrix[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}

实际应用场景​

数组在实际开发中有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：

1. 存储一组数据​

数组可以用于存储一组相同类型的数据，例如存储学生的成绩、员工的工资等。

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

2. 矩阵运算​

二维数组可以用于表示矩阵，进行矩阵运算，例如矩阵加法、乘法等。

java
int[][] matrixA = {
    {1, 2},
    {3, 4}
};

int[][] matrixB = {
    {5, 6},
    {7, 8}
};

int[][] result = new int[2][2];

for (int i = 0; i < matrixA.length; i++) {
    for (int j = 0; j < matrixA[i].length; j++) {
        result[i][j] = matrixA[i][j] + matrixB[i][j];
    }
}

3. 排序和搜索​

数组可以用于排序和搜索算法，例如冒泡排序、二分搜索等。

java
int[] numbers = {5, 3, 8, 1, 2};

// 冒泡排序
for (int i = 0; i < numbers.length - 1; i++) {
    for (int j = 0; j < numbers.length - 1 - i; j++) {
        if (numbers[j] > numbers[j + 1]) {
            int temp = numbers[j];
            numbers[j] = numbers[j + 1];
            numbers[j + 1] = temp;
        }
    }
}

// 输出排序后的数组
for (int number : numbers) {
    System.out.print(number + " ");
}

总结​

数组是Java中最基本的数据结构之一，用于存储相同类型的元素。数组的大小在创建时确定，并且不能动态改变。通过索引可以访问数组中的元素，数组可以是一维的，也可以是多维的。数组在实际开发中有广泛的应用，例如存储一组数据、矩阵运算、排序和搜索等。

附加资源​

提示

练习：尝试编写一个Java程序，使用数组存储10个整数，并计算它们的平均值。