（十二）Java 之 数组

目录

[一. 前言](#一. 前言)

[二. 数组的使用](#二. 数组的使用)

[2.1. 声明数组变量](#2.1. 声明数组变量)

[2.2. 创建数组](#2.2. 创建数组)

[2.3. 处理数组](#2.3. 处理数组)

[三. 数组工具类（Arrays 类）](#三. 数组工具类（Arrays 类）)

[四. 课后习题](#四. 课后习题)

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一. 前言

数组对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一，当然不同语言对数组的实现及处理也不尽相同。Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。本文将为大家介绍 Java 数组的声明、创建和初始化，并给出其对应的代码。

例如，你可以声明一个数组变量，如 numbers[100] 来代替直接声明 100 个独立变量 number0，number1，....，number99。

二. 数组的使用

2.1. 声明数组变量

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar;   // 首选的方法

或

dataType arrayRefVar[];  // 效果相同，但不是首选方法

**注意：**建议使用 dataType[] arrayRefVar 的声明风格声明数组变量。dataType arrayRefVar[] 风格是来自 C/C++ 语言，在 Java 中采用是为了让 C/C++ 程序员能够快速理解 Java 语言。

下面是这两种语法的代码示例：

double[] myList;         // 首选的方法

或

double myList[];         //  效果相同，但不是首选方法

2.2. 创建数组

Java 语言使用 new 操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

上面的语法语句做了两件事：

1. 使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
2. 把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

数组变量的声明，和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

另外，你还可以使用如下的方式创建数组：

dataType[] arrayRefVar = { value0, value1, ..., valuek };

数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1。

那么当数组开辟空间之后，就可以采用如下的方式的操作：

1. 数组的访问通过索引完成，即："数组名称[索引]"，但是需要注意的是，数组的索引从0开始，所以索引的范围就是0 ~ 数组长度-1，例如开辟了3个空间的数组，所以可以使用的索引是：0,1,2，如果此时访问的时候超过了数组的索引范围，会产生 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 异常信息；
2. 当我们数组采用动态初始化开辟空间后，数组里面的每一个元素都是该数组对应数据类型的默认值；
3. 数组本身是一个有序的集合操作，所以对于数组的内容操作往往会采用循环的模式完成，数组是一个有限的数据集合，所以应该使用 for 循环；
4. 在 Java 中提供有一种动态取得数组长度的方式：数组名称.length。

示例，定义一个 int 型数组：

public class ArrayDemo {
	public static void main(String[] args) {
		int data[] = new int[3]; /*开辟了一个长度为3的数组*/
		data[0] = 10; // 第一个元素
		data[1] = 20; // 第二个元素
		data[2] = 30; // 第三个元素
		for(int x = 0; x < data.length; x++) {
			System.out.println(data[x]); //通过循环控制索引
		}
	}
}

数组本身除了声明并开辟空间之外还有另外一种开辟模式。

示例，采用分步的模式开辟数组空间：

public class ArrayDemo {
	public static void main(String[] args) {
		int data[] = null; 
		data = new int[3]; /*开辟了一个长度为3的数组*/
		data[0] = 10; // 第一个元素
		data[1] = 20; // 第二个元素
		data[2] = 30; // 第三个元素
		for(int x = 0; x < data.length; x++) {
			System.out.println(data[x]); //通过循环控制索引
		}
	}
}

但是千万要记住，数组属于引用数据类型，所以在数组使用之前一定要开辟空间（实例化），如果使用了没有开辟空间的数组，则一定会出现 NullPointerException 异常信息：

public class ArrayDemo {
	public static void main(String[] args) {
		int[] data = null; 
		System.out.println(data[x]);
	}
}

这一原则和之前讲解的对象是完全相同的。

数组在开发之中一定会使用，但是像上面的操作很少。在以后的实际开发之中，会更多的使用数组概念。而直接使用，大部分情况下都只是做一个 for 循环输出。

2.3. 处理数组

数组的元素类型和数组的大小都是确定的，所以当处理数组元素时候，我们通常使用基本循环或者 foreach 循环。

下面实例完整地展示了如何创建、初始化和操纵数组：

public class TestArray {
	public static void main(String[] args) {
		double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};

		// 打印所有数组元素
		for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
			System.out.println(myList[i] + " ");
		}
		// 计算所有元素的总和
		double total = 0;
		for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
			total += myList[i];
		}
		System.out.println("Total is " + total);
		// 查找最大元素
		double max = myList[0];
		for (int i = 1; i < myList.length; i++) {
			if (myList[i] > max) max = myList[i];
		}
		System.out.println("Max is " + max);
	}
}

运行结果：

1.9
2.9
3.4
3.5
Total is 11.7
Max is 3.5

使用 foreach 循环来显示数组 myList 中的所有元素：

public class TestArray {
   public static void main(String[] args) {
      double[] myList = { 1.9, 2.9, 3.4, 3.5 };

      // 打印所有数组元素
      for (double element : myList) {
          System.out.println(element);
      }
   }
}

运行结果：

1.9
2.9
3.4
3.5

数组可以作为参数传递给方法。例如，下面的例子就是一个打印 int 数组中元素的方法：

public static void printArray(int[] array) {
	for (int i = 0; i < array.length; i++) {
		System.out.print(array[i] + " ");
	}
}

下面例子调用 printArray 方法打印出 3，1，2，6，4和2：

printArray(new int[] { 3, 1, 2, 6, 4, 2 });

数组作为函数的返回值：

public static int[] reverse(int[] list) {
	int[] result = new int[list.length];

	for (int i = 0, j = result.length - 1; i < list.length; i++, j--) {
		result[j] = list[i];
	}
	return result;
}

以上实例中 result 数组作为函数的返回值。

三. 数组工具类（Arrays 类）

java.util.Arrays 类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的。具有以下功能：

1. 给数组赋值：通过 fill 方法。
2. 对数组排序：通过 sort 方法,按升序。
3. 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
4. 查找数组元素：通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。

具体说明请查看下表：

序号	方法	说明
1	public static int binarySearch(Object[] a, Object key)	用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象(Byte,Int,double等)。数组在调用前必须排序好的。如果查找值包含在数组中，则返回搜索键的索引；否则返回 (-(插入点) - 1)。
2	public static boolean equals(long[] a, long[] a2)	如果两个指定的 long 型数组彼此相等，则返回 true。如果两个数组包含相同数量的元素，并且两个数组中的所有相应元素对都是相等的，则认为这两个数组是相等的。换句话说，如果两个数组以相同顺序包含相同的元素，则两个数组是相等的。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。
3	public static void fill(int[] a, int val)	将指定的 int 值分配给指定 int 型数组指定范围中的每个元素。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。
4	public static void sort(Object[] a)	对指定对象数组根据其元素的自然顺序进行升序排列。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。

四. 课后习题

1. 对10个整数进行按照从小到大的顺序排序。

2. 求一个3*3矩阵对角线元素之和。

3. 有一个已经按升序排好序的数组。现输入一个数，要求按原来的规律将它插入数组中。

4. 将一个数组逆序输出。

5. 输入数组，最大的与第一个元素交换，最小的与最后一个元素交换，输出数组。