Java 基础篇：数组

news2025/3/25 7:06:10

前言

数组（Array）是 Java 中最基本的数据结构之一，它用于存储相同类型的元素，并且在内存中是连续存储的。数组具有高效的索引访问特点，但长度固定，不能动态调整。

本文将介绍数组的基本概念、声明和初始化方式、常见操作，并提供示例代码。

1. 数组的声明与初始化

1.1 声明数组

在 Java 中，数组可以使用以下语法声明：

数据类型[] 数组名; // 推荐写法
数据类型 数组名[]; // 兼容 C 语言风格

示例：

int[] numbers;
String[] names;

1.2 初始化数组

Java 提供了多种方式初始化数组。

1.2.1 静态初始化

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

1.2.2 动态初始化

int[] numbers = new int[5]; // 分配 5 个元素的空间，默认值为 0
String[] names = new String[3]; // 分配 3 个元素的空间，默认值为 null

1.2.3 逐个赋值

int[] numbers = new int[3];
numbers[0] = 10;
numbers[1] = 20;
numbers[2] = 30;

2. 遍历数组的不同方式

2.1 使用 `for` 循环遍历

int[] numbers = {10, 20, 30, 40};
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println("Index " + i + ": " + numbers[i]);
}

2.2 使用 `for-each` 循环遍历（增强 for 循环）

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

2.3 使用 `Arrays.toString()` 输出数组

import java.util.Arrays;
public class ArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        System.out.println(Arrays.toString(numbers));
    }
}

输出：

[1, 2, 3, 4, 5]

3. 多维数组

Java 还支持多维数组，如二维数组。

3.1 二维数组的声明与初始化

int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

或者：

int[][] matrix = new int[3][3]; // 3 行 3 列
matrix[0][0] = 1;
matrix[0][1] = 2;

3.2 遍历二维数组

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();
}

4. 数组的常见操作

4.1 数组排序（`Arrays.sort()`）

import java.util.Arrays;
public class SortExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {5, 2, 9, 1, 6};
        Arrays.sort(numbers);
        System.out.println(Arrays.toString(numbers));
    }
}

输出：

[1, 2, 5, 6, 9]

4.2 数组复制（`Arrays.copyOf()`）

int[] original = {1, 2, 3};
int[] copy = Arrays.copyOf(original, 5); // 扩展到 5 个元素
System.out.println(Arrays.toString(copy));

输出：

[1, 2, 3, 0, 0]

4.3 数组填充（`Arrays.fill()`）

int[] arr = new int[5];
Arrays.fill(arr, 10);
System.out.println(Arrays.toString(arr));

输出：

[10, 10, 10, 10, 10]

5. 数组 vs. 集合（List）

特性	数组（Array）	集合（List）
长度是否可变	❌ 否	✅ 是
是否支持泛型	❌ 否	✅ 是
访问速度	✅ 快	❌ 略慢
插入/删除	❌ 低效	✅ 高效
线程安全	❌ 非线程安全	❌ 非线程安全（`ArrayList`）