一篇文章搞定Java数组初始化，从此告别迷惑

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前言

在Java程序开发中，数组是一个非常常用的数据类型。数组的初始化是使用数组来存储和处理数据的关键步骤之一。但是，关于Java数组的初始化，经常会让人感到迷惑。本文将详细介绍Java数组的初始化方法，帮助读者从此告别关于Java数组初始化的困惑。

摘要

本文将通过源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、类代码方法介绍、测试用例等角度，介绍Java数组的初始化方法。

Java数组

简介

什么是数组

数组是Java中的一种容器，在数组中可以存储多个同类型的数据。Java数组是数据结构中最基本的数据类型之一，是一种线性数据结构。数组的元素可以通过下标访问，下标从0开始计数。

Java数组的初始化

Java数组的初始化是在定义数组时为数组分配空间，并为数组元素赋初值的过程。Java数组可以通过以下几种方式进行初始化：

静态初始化：在定义数组时，直接为数组元素赋初值；
动态初始化：在定义数组时，只是指定了数组的长度，在使用时为其元素赋值。

源代码解析

静态初始化

静态初始化是在定义数组时直接为数组元素赋初值的方式。可以使用以下两种方式进行静态初始化：

第一种方式：在定义数组时为数组元素赋初值

int[] arr = {1, 2, 3};

代码分析:

这是一个声明并初始化一个名为arr的整型数组，包含三个元素，值分别为1、2、3。可以使用如下方式访问数组中的元素：

arr[0]：访问第一个元素，值为1
arr[1]：访问第二个元素，值为2
arr[2]：访问第三个元素，值为3

第二种方式：先定义数组，再为数组元素赋初值

int[] arr;
arr = new int[]{1, 2, 3};

代码分析:

这段代码声明了一个整型数组变量arr，然后通过new操作符创建一个长度为3的整型数组并为其赋初值{1, 2, 3}，最后将该数组的引用赋值给arr变量。可以通过以下方式访问数组中的元素：

arr[0] // 访问第一个元素，即1
arr[1] // 访问第二个元素，即2
arr[2] // 访问第三个元素，即3

动态初始化

动态初始化是在定义数组时只是指定了数组的长度，在使用时为其元素赋初值的方式。可以使用以下方式进行动态初始化：

int[] arr = new int[3];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;

代码分析:

以上代码定义了一个整型数组arr，数组长度为3。接着，通过索引为0、1、2分别给数组的元素赋值为1、2、3。最终，数组arr中存储的值为{1, 2, 3}。

应用场景案例

静态初始化

静态初始化可以用于初始化不变的数组。

final int[] arr = {1, 2, 3};

代码分析:

这段代码定义了一个名为arr的int类型数组，包含三个元素1、2、3。由于使用了final关键字，表示该数组为不可修改的常量数组。

动态初始化

动态初始化可以用于初始化可变数组，例如从控制台输入数据。

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt();
int[] arr = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
    arr[i] = scanner.nextInt();
}

代码分析:

这段代码使用了Java中的Scanner类，它可以用来从控制台读取用户输入的数据。代码首先通过nextInt()方法读取一个整数n，这个整数表示接下来将要输入的数组长度。然后，代码创建一个长度为n的整型数组arr，并通过for循环遍历数组，将用户输入的每个整数存储到数组中。最终得到的就是一个由用户输入的n个整数组成的数组。

优缺点分析

静态初始化

优点

代码简洁，易于理解；
可以一步到位地完成数组的初始化。

缺点

只适用于初始化不变的数组；
不支持运行时动态生成的数据。

动态初始化

优点

可以用于初始化可变的数组；
支持运行时动态生成的数据。

缺点

代码相对比较繁琐；
不能一步到位地完成数组的初始化。

类代码方法介绍

Array类

Java提供了一个Array类，该类中包含了一些有用的方法，用于操作数组。

copyOf方法

public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType)

该方法用于将一个数组复制到一个新的数组中，并返回这个新的数组。newLength参数指定新数组的长度，newType参数指定新数组的类型。

代码分析:

这是一个泛型方法，接收三个参数：

U[] original: 原始数组，需要进行拷贝的数组。
int newLength: 新数组的长度，即拷贝后的数组长度。
Class<? extends T[]> newType: 新数组的类型。

该方法的返回值类型为T[]，即拷贝后的数组类型。

由于该方法是泛型方法，因此可以支持不同类型的数组之间的拷贝，如将一个 Integer[] 拷贝成一个 String[]。

该方法的实现方式是使用Java提供的Arrays.copyOf方法，将原数组拷贝到一个新的数组中。要求原数组和新数组的元素类型必须兼容，即原数组元素类型是新数组元素类型的子类型。如果原数组的长度小于新数组的长度，则会使用默认值填充新数组中未被拷贝的部分。否则，将会把原数组的元素全部拷贝到新数组中。

最后，返回的是一个新的数组，其类型为T[]，即拷贝后的数组类型。需要注意的是，newType参数用于指定新数组的类型，因此需要保证T[]是newType类型的子类型。

int[] arr1 = {1, 2, 3};
int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr1, arr1.length);

代码分析:

这段代码定义了两个int数组，arr1和arr2。

第一行初始化了arr1，包含三个元素1、2、3。

第二行使用Arrays.copyOf()方法将arr1复制到arr2中。

因此，在执行完第二行代码后，arr2中也包含了三个元素1、2、3，且arr1和arr2分别指向不同的内存地址，互不干扰。

sort方法

public static void sort(int[] a)

该方法用于对一个数组进行排序。

代码分析:

这是一个静态方法，可以通过类名直接调用，方法名为sort，参数为一个整型数组a。

该方法实现的功能是对传入的整型数组a进行排序，具体的排序算法未知。

代码分析:

这段代码定义了一个静态方法 sort，它接受一个整型数组 a 作为参数，并没有返回值。该方法的作用是对传入的数组 a 进行排序。

具体实现方式和排序算法并未在代码中给出，需要根据上下文和方法命名来猜测，可能是使用某种排序算法（如冒泡排序、插入排序、快速排序等）对数组进行排序。

int[] arr = {3, 1, 2};
Arrays.sort(arr);

代码分析:

这段代码创建了一个包含三个整数的数组 arr，即 {3, 1, 2}。然后使用 Arrays 类中的 sort() 方法对数组进行排序，在这种情况下，数组中的元素将会按升序排列。因此，执行完代码后，数组 arr 的值变为 {1, 2, 3}。

toString方法

public static String toString(int[] a)

该方法用于将一个数组转换为一个字符串，便于输出或打印。

代码分析:

这是一个静态方法，它接受一个整型数组a作为参数，并返回一个字符串类型的值。

该方法的作用是将整型数组a转换为字符串，并返回该字符串。

它的实现方式是将整型数组a的每个元素使用逗号分隔，并放在方括号中。例如，如果a的值为{1,2,3}，则该方法返回的字符串将是"[1,2,3]"。

注意，该方法返回的字符串中，每个元素都用逗号分隔，最后一个元素后面没有逗号。同时，整个字符串被包括在方括号中。

int[] arr = {1, 2, 3};
System.out.println(Arrays.toString(arr));

代码分析:

这段代码创建了一个包含整数1、2和3的数组，并使用Arrays类的toString方法将其打印到控制台。打印结果将是：

[1, 2, 3]

这表明数组被正确创建并包含了期望的值。

测试用例

package com.example.javase.se.array;

import java.util.Arrays;

/**
 * @Author ms
 * @Date 2023-11-14 21:11
 */
public class ArrayTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 静态初始化
        int[] arr1 = {1, 2, 3};
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));
        // 动态初始化
        int[] arr2 = new int[3];
        arr2[0] = 1;
        arr2[1] = 2;
        arr2[2] = 3;
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));
        // Array类
        int[] arr3 = {3, 1, 2};
        Arrays.sort(arr3);
        System.out.println(Arrays.toString(arr3));
    }
}