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28 二月 2021
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Java 中的數組

想像一下儲藏室裡的細胞。每個都有自己的編號，並且每個都包含某種“行李”物件。或者是一份酒單，其中所有類型的酒都編號，當您下訂單時，只需給出飲料的編號即可。或一個小組中的學生列表，其中學生“Andreev”將寫在第一個單元格中，“Yakovlev”將寫在最後一個單元格中。或者是一份飛機乘客名單，每個人都被分配了一個有特定編號的座位。在Java中，為了處理相似的結構，即大量同質數據，經常使用Java中的陣列。

什麼是數組？

數組是一種儲存相同類型元素的資料結構。它可以被認為是一組編號的單元格，每個單元格可以包含一些資料（每個單元格一個資料元素）。對特定小區的存取是透過其號碼進行的。數組中元素的編號也稱為索引。就Java而言，陣列是同質的，也就是說，它的所有儲存格都將儲存相同類型的元素。因此，整數數組僅包含整數（例如int類型），字串數組僅包含字串，我們創建的Dog類別的元素數組將僅包含Dog物件。也就是說，在 Java 中，我們不能將整數放入數組的第一個單元格中，將字串放入第二個單元格中，並將「狗」放入第三個單元格中。 Java 中的數組

數組聲明

如何聲明一個數組？

與任何變數一樣，Java 中的陣列必須宣告。您可以透過以下兩種方式之一執行此操作。它們是等價的，但第一個更符合Java風格。第二個是 C 語言的遺留問題（許多 C 程式設計師轉向 Java，為了方便起見，留下了替代方法）。該表顯示了在 Java 中聲明數組的兩種方法：

不。	數組聲明，Java 語法	例子	一則評論
1.	`dataType[] arrayName;`	`int[] myArray; Object[] arrayOfObjects;`	建議以這種方式聲明數組，這是Java風格
2.	`dataType arrayName[];`	`int myArray[]; Object arrayOfObjects[];`	從 C/C++ 繼承的宣告數組的方法也適用於 Java

在這兩種情況下，dataType都是數組中變數的類型。在範例中我們聲明了兩個陣列。一個將儲存int類型的整數，另一個將儲存Object類型的物件。因此，當聲明一個陣列時，它有一個名稱和一個類型（數組變數的類型）。arrayName是數組的名稱。

建立數組

如何建立數組？

與其他物件一樣，您可以使用new運算子建立 Java 數組，即為其保留記憶體空間。這是這樣完成的：

new typeOfArray [length];

其中typeOfArray是陣列的型別，length是陣列的長度（即儲存格數），以整數 ( int ) 表示。然而，這裡我們只為數組分配了內存，但沒有將創建的數組與任何先前聲明的變數關聯起來。通常數組是先聲明然後創建的，例如：

int[] myArray; // array declaration
myArray = new int[10]; // creation, that is, allocation of memory for an array of 10 elements of type int

這裡我們聲明了一個名為myArray 的整數數組，然後聲明它由 10 個單元組成（每個單元將儲存一個整數）。但是，更常見的是使用以下簡寫語法在聲明後立即建立陣列：

int[] myArray = new int[10]; // declaration and allocation of memory "in one bottle"

筆記：使用new創建數組後，其單元格將填充預設值。對於數字類型（如我們的範例），這將為 0，對於布林值- false，對於引用類型 - null。因此，手術後

int[] myArray = new int[10];

我們得到一個由 10 個整數組成的數組，並且在程式期間該數組發生變化之前，每個單元格都包含一個 0。

有關數組的更多資訊可以在文章“關於數組的一些事情”中找到

Java中的數組長度

正如我們上面所說，陣列的長度是陣列設計的元素數量。數組的長度一旦創建就無法更改。筆記：在 Java 中，陣列元素從零開始編號。也就是說，如果我們有一個包含 10 個元素的數組，則該數組的第一個元素的索引為 0，最後一個元素的索引為 9。您可以使用 length Java 中的陣列 - 3

變數存取數組的長度。例子：

int[] myArray = new int[10]; // created an array of integers with 10 elements and named it myArray
System.out.println(myArray.length); // printed to the console the length of the array, that is, the number of elements that we can put in the array

程式輸出：

初始化數組並存取其元素

如何在Java中建立陣列已經很清楚了。在這個過程之後，我們不會得到一個空數組，而是一個填滿有預設值的數組。例如，在int的情況下，這些將為 0，如果我們有一個包含引用類型資料的數組，則預設情況下，每個單元格中都會寫入null。我們透過索引存取數組元素（即，向其中寫入值或將其顯示在螢幕上或對其執行某些操作）。初始化數組就是用特定的資料填充它（預設不是）。範例：讓我們建立一個包含 4 個季節的數組，並用字串值（這些季節的名稱）填滿它。

String[] seasons  = new String[4]; /* declared and created an array. Java allocated memory for an array of 4 strings, and now each cell is null (because the string is a reference type)*/

seasons[0] = "Winter"; /* in the first cell, that is, in the cell with a zero number, we wrote the string Winter. Here we get access to the zero element of the array and write a specific value there */
seasons[1] = "Spring"; // do the same procedure with cell number 1 (second)
seasons[2] = "Summer"; // ...number 2
seasons[3] = "Autumn"; // and with the last one, number 3

現在我們數組的所有四個單元格都包含季節的名稱。初始化也可以以不同的方式完成，結合初始化和聲明：

String[] seasons  = new String[] {"Winter", "Spring", "Summer", "Autumn"};

此外，new運算子可以省略：

String[] seasons  = {"Winter", "Spring", "Summer", "Autumn"};

如何在Java中將數組顯示在螢幕上？

您可以在螢幕上（即控制台）顯示數組元素，例如使用for迴圈。另一種在螢幕上顯示數組的更短的方法將在下面的“使用數組的有用方法”段落中討論。現在，讓我們看一個數組循環輸出的範例：

String[] seasons  = new String[] {"Winter", "Spring", "Summer", "Autumn"};
for (int i = 0; i < 4; i++) {
System.out.println(seasons[i]);
}

結果，程式將輸出以下結果：

冬天春天夏天秋天

一維和多維 Java 數組

如果我們想要建立的不是數字數組、字串數組或某些物件的數組，而是數組的數組怎麼辦？Java 允許您做到這一點。我們已經熟悉的陣列int[] myArray = new int[8]就是所謂的一維數組。數組的數組稱為二維的。它就像一個有行號和列號的表格。或者，如果您在矩陣上學習了線性代數的基礎。 Java 中的陣列 - 4

為什麼需要這樣的陣列？特別是，用於對相同的矩陣和表以及結構相似的物件進行程式設計。例如，國際象棋的比賽場地可以指定為 8x8 陣列。多維數組的宣告和創建如下：

int[][] myTwoDimentionalArray = new int [8][8];

該數組中正好有 64 個元素：myTwoDimentionalArray[0][0]、myTwoDimentionalArray[0][1]、myTwoDimentionalArray[1][0]，myTwoDimentionalArray[1][1]依此類推，直到myTwoDimentionalArray[7][7]。因此，如果我們用它來表示棋盤，那麼單元格 A1 將表示myTwoDimentionalArray[0][0]，E2 將表示myTwoDimentionalArray[4][1]。有兩個的地方就有三個。在 Java 中，您可以指定數組的數組...數組的數組的數組，等等。確實，三維及更多維的數組很少被使用。但是，使用三維數組，您可以對魔術方塊等進行編程。

還有什麼可讀的
多維數組

處理數組的有用方法

為了在 Java 中使用數組，有一個java.util.Arrays類別（數組在英語中的意思是「數組」）。一般來說，陣列最常執行以下操作：填滿元素（初始化）、檢索元素（按數字）、排序和搜尋。搜尋和排序數組是一個單獨的主題。一方面，自己練習和編寫幾種搜尋和排序演算法非常有用。另一方面，所有最佳實踐都已編寫並包含在 Java 庫中，並且可以合法使用。

要搜尋和排序的文章：

CS50課程中的排序與搜尋：

這是這個類別的三個有用的方法

對數組進行排序

此方法void sort(int[] myArray, int fromIndex, int toIndex)按升序對整數數組或其子數組進行排序。

在陣列中搜尋所需的元素

int binarySearch(int[] myArray, int fromIndex, int toIndex, int key)。此方法在已排序的myArray或子數組中搜尋關鍵元素，從fromIndex開始，到toIndex結束。如果找到該元素，則該方法會傳回其索引，如果沒有找到 - 。 (-fromIndex)-1

將數組轉換為字串

該方法String toString(int[] myArray)將數組轉換為字串。問題是在 Java 陣列中不要重寫toString()。這意味著，如果您嘗試直接將整個陣列（而不是逐個元素，例如「將陣列列印到螢幕」中）顯示到螢幕上 ( System.out.println(myArray))，您將獲得該陣列的類別名稱和十六進位雜湊碼（這是由Object.toString()定義的）。如果你是初學者，你可能不明白方法的解釋toString。在第一階段，這不是必要的，但使用此方法可以簡化陣列的輸出。Java 可以輕鬆地顯示數組，而無需使用循環。下面的範例將詳細介紹這一點。

有關 sort、binarySearch 和 toString 的範例

讓我們建立一個整數數組，使用toString將其顯示在螢幕上，使用sort方法對其進行排序，並在其中找到一些數字。

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 5, 4, 3, 7}; //declaring and initializing the array
        System.out.println(array);//trying to display our array on the screen without the toString method - we get a hexadecimal number
        System.out.println(Arrays.toString(array));//печатаем массив "правильно"
        Arrays.sort(array, 0, 4); // sort the entire array from zero to the fourth member
        System.out.println(Arrays.toString(array));//print the sorted array to the screen
        int key = Arrays.binarySearch(array, 5); // ищем key - число 5 в отсортированном массиве.
        //binarySearch method will return the index of the sorted array element, in which the required number is "hidden"
        System.out.println(key);//распечатываем индекс искомого числа
System.out.println(Arrays.binarySearch(array, 0));//а теперь попробуем найти число, которого в массиве нет,
        // and immediately display the result on the screen

    }
}

程式輸出：

[I@1540e19d [1, 5, 4, 3, 7] [1, 3, 4, 5, 7] 3 -1

第一行是嘗試在不使用toString 的情況下顯示數組，第二行是使用toString顯示數組，第三行是排序數組，第四行是排序數組中所需數字5 的索引（請記住，我們從零，因此數組的第四個元素的索引為 3)。在第五行中，我們看到值-1。數組沒有這樣的索引。輸出表示所需元素（在本例中為 0）不在陣列中。

有關 Array 類別方法的更多信息

Arrays類別及其使用－文章介紹Array類別的一些方法

關於數組的主要內容

陣列的主要特徵：放入其中的資料類型、名稱和長度。
後者在初始化（為數組分配記憶體）期間決定，前兩個參數在聲明數組時確定。
數組大小（單元格數量）必須以int形式定義
創建數組後就無法更改其長度。
數組元素可以透過其索引來存取。
在陣列中，與 Java 中的其他地方一樣，元素從零開始編號。
數組創建過程完成後，將用預設值填充該數組。
Java 中數組的結構與 C++ 不同。它們與指向動態數組的指標幾乎相同。

有關數組的有用資料

想了解更多關於數組的知識嗎？請看看下面的文章。關於這個主題有很多有趣且有用的信息。

Something About Arrays - 關於陣列的詳細文章
Arrays類別及其使用－文章介紹Array類別的一些方法
多維數組- 有關多維數組的詳細文章和範例。
傳回零長度數組，而不是 null - 《EffectiveProgramming》作者 Joshua Bloch 談論如何更好地返回空數組

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