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第 41 级

28 二月 2021
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Java 中的数组

想象一下储藏室里的细胞。每个都有自己的编号，并且每个都包含某种“行李”对象。或者是一份酒单，其中所有类型的酒都编号，当您下订单时，只需给出饮料的编号即可。或者一个小组中的学生列表，其中学生“Andreev”将写在第一个单元格中，“Yakovlev”将写在最后一个单元格中。或者是一份飞机乘客名单，每个人都被分配了一个带有特定编号的座位。在Java中，为了处理相似的结构，即大量同质数据，经常使用Java中的数组。

什么是数组？

数组是一种存储相同类型元素的数据结构。它可以被认为是一组编号的单元格，每个单元格可以包含一些数据（每个单元格一个数据元素）。对特定小区的访问是通过其号码进行的。数组中元素的编号也称为索引。就Java而言，数组是同质的，也就是说，它的所有单元格都将存储相同类型的元素。因此，整数数组仅包含整数（例如int类型），字符串数组仅包含字符串，我们创建的Dog类的元素数组将仅包含Dog对象。也就是说，在 Java 中，我们不能将整数放入数组的第一个单元格中，将字符串放入第二个单元格中，并将“狗”放入第三个单元格中。

数组声明

如何声明一个数组？

与任何变量一样，Java 中的数组必须声明。您可以通过以下两种方式之一执行此操作。它们是等价的，但第一个更符合Java风格。第二个是 C 语言的遗留问题（许多 C 程序员转向 Java，为了方便起见，留下了替代方法）。该表显示了在 Java 中声明数组的两种方法：

不。	数组声明，Java 语法	例子	一条评论
1.	`dataType[] arrayName;`	`int[] myArray; Object[] arrayOfObjects;`	建议以这种方式声明数组，这是Java风格
2.	`dataType arrayName[];`	`int myArray[]; Object arrayOfObjects[];`	从 C/C++ 继承的声明数组的方法也适用于 Java

在这两种情况下，dataType都是数组中变量的类型。在示例中我们声明了两个数组。一个将存储int类型的整数，另一个将存储Object类型的对象。因此，当声明一个数组时，它有一个名称和一个类型（数组变量的类型）。arrayName是数组的名称。

创建数组

如何创建数组？

与任何其他对象一样，您可以使用new运算符创建 Java 数组，即为其保留内存空间。这是这样完成的：

new typeOfArray [length];

其中typeOfArray是数组的类型，length是数组的长度（即单元格数），以整数 ( int ) 表示。然而，这里我们只为数组分配了内存，但没有将创建的数组与任何先前声明的变量关联起来。通常数组是先声明然后创建的，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

这里我们声明了一个名为myArray 的整数数组，然后声明它由 10 个单元组成（每个单元将存储一个整数）。但是，更常见的是使用以下简写语法在声明后立即创建数组：

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

笔记：使用new创建数组后，其单元格将填充默认值。对于数字类型（如我们的示例），这将为 0，对于布尔值- false，对于引用类型 - null。因此，手术后

int[] myArray = new int[10];

我们得到一个由 10 个整数组成的数组，并且在程序期间该数组发生变化之前，每个单元格都包含一个 0。

有关数组的更多信息可以在文章“关于数组的一些事情”中找到

Java中的数组长度

正如我们上面所说，数组的长度是数组设计的元素数量。数组的长度一旦创建就无法更改。笔记：在 Java 中，数组元素从零开始编号。也就是说，如果我们有一个包含 10 个元素的数组，则该数组的第一个元素的索引为 0，最后一个元素的索引为 9。您可以使用length Java 中的数组 - 3

变量访问数组的长度。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

程序输出：

初始化数组并访问其元素

如何在Java中创建数组已经很清楚了。在此过程之后，我们不会得到一个空数组，而是一个填充有默认值的数组。例如，在int的情况下，这些将为 0，如果我们有一个包含引用类型数据的数组，则默认情况下，每个单元格中都会写入null。我们通过索引访问数组元素（即，向其中写入值或将其显示在屏幕上或对其执行某些操作）。初始化数组就是用特定的数据填充它（默认情况下不是）。示例：让我们创建一个包含 4 个季节的数组，并用字符串值（这些季节的名称）填充它。

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

现在我们数组的所有四个单元格都包含季节的名称。初始化也可以以不同的方式完成，结合初始化和声明：

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

此外，new运算符可以省略：

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

如何在Java中将数组显示在屏幕上？

您可以在屏幕上（即控制台）显示数组元素，例如使用for循环。另一种在屏幕上显示数组的更短的方法将在下面的“使用数组的有用方法”段落中讨论。现在，让我们看一个数组循环输出的示例：

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

结果，程序将输出以下结果：

冬天春天夏天秋天

一维和多维 Java 数组

如果我们想要创建的不是数字数组、字符串数组或某些对象的数组，而是数组的数组怎么办？Java 允许您做到这一点。我们已经熟悉的数组int[] myArray = new int[8]就是所谓的一维数组。数组的数组称为二维的。它就像一个有行号和列号的表格。或者，如果您在矩阵上学习了线性代数的基础。 Java 中的数组 - 4

为什么需要这样的数组？特别是，用于对相同的矩阵和表以及结构相似的对象进行编程。例如，国际象棋的比赛场地可以指定为 8x8 数组。多维数组的声明和创建如下：

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

该数组中正好有 64 个元素：myTwoDimentionalArray[0][0]、myTwoDimentionalArray[0][1]、myTwoDimentionalArray[1][0]，myTwoDimentionalArray[1][1]依此类推，直到myTwoDimentionalArray[7][7]。因此，如果我们用它来表示棋盘，那么单元格 A1 将表示myTwoDimentionalArray[0][0]，E2 将表示myTwoDimentionalArray[4][1]。有两个的地方就有三个。在 Java 中，您可以指定数组的数组...数组的数组的数组，等等。确实，三维及更多维的数组很少被使用。但是，使用三维数组，您可以对魔方等进行编程。

还有什么可读的
多维数组

处理数组的有用方法

为了在 Java 中使用数组，有一个java.util.Arrays类（数组在英语中的意思是“数组”）。一般来说，数组最常执行以下操作：填充元素（初始化）、检索元素（按数字）、排序和搜索。搜索和排序数组是一个单独的主题。一方面，自己练习和编写几种搜索和排序算法非常有用。另一方面，所有最佳实践都已编写并包含在 Java 库中，并且可以合法使用。

要搜索和排序的文章：

CS50课程中的排序和搜索：

这是这个类的三个有用的方法

对数组进行排序

该方法void sort(int[] myArray, int fromIndex, int toIndex)按升序对整数数组或其子数组进行排序。

在数组中搜索所需的元素

int binarySearch(int[] myArray, int fromIndex, int toIndex, int key)。此方法在已排序的myArray或子数组中搜索关键元素，从fromIndex开始，到toIndex结束。如果找到该元素，该方法返回其索引，如果没有找到 - 。 (-fromIndex)-1

将数组转换为字符串

该方法String toString(int[] myArray)将数组转换为字符串。问题是在 Java 数组中不要重写toString()。这意味着，如果您尝试直接将整个数组（而不是逐个元素，如“将数组打印到屏幕”中）显示到屏幕上 ( System.out.println(myArray))，您将获得该数组的类名和十六进制哈希码（这是由Object.toString()定义的）。如果你是初学者，你可能不明白方法的解释toString。在第一阶段，这不是必需的，但使用此方法可以简化阵列的输出。Java 可以轻松地显示数组，而无需使用循环。下面的示例将详细介绍这一点。

有关 sort、binarySearch 和 toString 的示例

让我们创建一个整数数组，使用toString将其显示在屏幕上，使用sort方法对其进行排序，并在其中查找一些数字。

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

    }
}

程序输出：

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

第一行是尝试在不使用toString 的情况下显示数组，第二行是使用toString显示数组，第三行是排序数组，第四行是排序数组中所需数字 5 的索引（请记住，我们从零，因此数组的第四个元素的索引为 3)。在第五行中，我们看到值-1。数组没有这样的索引。输出表明所需元素（在本例中为 0）不在数组中。

有关 Array 类方法的更多信息

Arrays类及其使用 ——文章介绍Array类的一些方法

关于数组的主要内容

数组的主要特征：放入其中的数据类型、名称和长度。
后者在初始化（为数组分配内存）期间决定，前两个参数在声明数组时确定。
数组大小（单元格数量）必须以int形式定义
创建数组后就无法更改其长度。
数组元素可以通过其索引来访问。
在数组中，与 Java 中的其他地方一样，元素从零开始编号。
数组创建过程完成后，将用默认值填充该数组。
Java 中数组的结构与 C++ 中不同。它们与指向动态数组的指针几乎相同。

有关数组的有用材料

想了解更多关于数组的知识吗？请看看下面的文章。关于这个主题有很多有趣且有用的信息。

Something About Arrays - 关于数组的详细文章
Arrays类及其使用 ——文章介绍Array类的一些方法
多维数组- 有关多维数组的详细文章和示例。
返回零长度数组，而不是 null - 《EffectiveProgramming》作者 Joshua Bloch 谈论如何更好地返回空数组

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