Java数组(初学者必看)

数组无论在哪种编程语言中都算是最重要的数据结构之一,同时不同语言的实现及处理也不尽相同。但凡写过一些程序的人都知道数组的价值及理解数组的重要性,与链表一道,数组成为了基本的数据结构。尽管Java提供了很棒的集合API和集合类如:ArrayList、HashMap,他们内部都是基于数组。如果你是来自于基于c或c++背景的程序员,那么你会发现一些关于数组的行为和如何在Java工作中的异同。最值得注意的是C中的数组与Java中的数组的边界检查,c编译器不检查如果程序访问无效的数组索引,而java如果程序尝试访问无效的数组索引的话jvm会抛出ArrayIndexOutOfBoundException。在这篇文章中,我们看看Java中的数组,包括原生类型和对象类型的数组,下面就介绍些有关Java数组及属性的知识点。

Java数组101

(译注:101指介绍某件事,读者不需要任何预备知识)

1)数组在Java中是一个对象,数组实例同样是使用new操作符创建的。Array.length指定了数组长度,例如:

int[] intArray = new int[10];
System.out.println(intArray.length)

Output: 10

 

Array.length 表示数组的容量,只要数组创建了,每一个索引被初始化为默认值。

2)数组索引起始为0,负数索引在Java中是无效的,会抛出ArrayIndexOutOfBoundException ,如果你尝试用无效的索引访问数组,这个无效的索引可能是一个负索引,或者是大于等于数组长度的索引。

3)数组存储在Java堆的连续内存空间,所以如果你创建一个大的索引,你可以有足够的堆空间直到抛出OutofmemoryError,因为请求的内存大小在连续的内存空间不可用。

4)数组一个固定长度 的数据结构,一旦声明,你不能改变数组的长度。

5)不同类型的数组有不同的类型,例如下面例子,intArray.getClass()不同于floatArray.getClass()

int[] intArray = new int[10];
float[] floatArray = new float[10];
6)你不能存储double值在int数组中,否则导致编译错误。
int[] intArray = new int[10];
intArray[5]=1.2; //compilation error

如果尝试在运行时做这个操作,那么Java抛出ArrayStoreException

7)在Java数组中可以有不同方式的创建方式,这里就是创建数组的例子:

int[] intArray;   //creating array without initializing or specifying size
int intArray1[];  //another int[] reference variable can hold reference of an integer array
int[] intArray2 = new int[10]; //creating array by specifying size
int[] intArray3 = new int[]{1,2,3,4}; //creating and initializing array in same line.

你既可以选择在创建数组的时候初始化数组,也可以以后通过for循环初始化,中括号既可以在变量的前面也可以在变量后面。

第一种方法是方便的创建多个数组如:

int[] array1, array2

这里的array1和array2是整型数组,而第二种方法你需要放两次括号如:

int array1[], array2[]

尽管在风格上没有很多不同,我读“int[] ”叫int数组,这种写法更容易被理解。

8)如果没有明确的初始化数组元素,那么数组就会用默认的类型值初始化,例如假若没有初始化整型数组,元素都将默认值为0,没有初始化的boolean值是false,对象数组是null。

9)你可以通过使用[]操作符访问数组元素,因为数组索引起始于0,[0]返回第一个元素,[length-1]返回最后一个元素,for循环是一种迭代整个数组便捷方法。你可以使用for循环初始化整个数组、访问的每个索引或更新、获取数组元素。Java5同样提供了加强的for循环,数组自己管理索引,防止ArrayIndexOutOfBoundException,这里是一个迭代的例子:

传统的方式:

int[] numbers = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
  System.out.println("element at index " + i + ": " + numbers[i]);
}

Output:
element at index 0: 10
element at index 1: 20
element at index 2: 30
element at index 3: 40
element at index 4: 50

 

加强的for循环

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

Output:
10
20
30
40
50

正如你看到的,加强的for循环不需要检查数组索引,如果你想逐个地访问所有的元素这是一种很好的方法,但是同时因为你不能访问索引,你就不能修改数组元素。

10)Java中数组可以轻易的转换成ArrayList。ArrayList一个基于索引的集合,它是作为数组的备选方案。ArrayList的优点是可以改变容量大小,只需要创建个更大的数组然后拷贝内容到新数组,但你不能改变数组的大小。

11)Java API同样提供了一些便捷方法通过java.utils.Arrays类去操作数组,通过使用Arrays你可以排序数组,你可以做二分搜索。

12)java.lang.System类提供了实用方法拷贝元素到另一个数组。在拷贝内容从一个数组到另一个数组的时候System.arrayCopy非常强大和灵活。你可以拷贝整个或子数组,具体看你的需求。

System.arraycoy语法:

public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)

如你所见,arraycopy允许我们指定索引和长度,能很灵活给你拷贝子数组和存储到需要的位置或目标数组。这里是一个例子,拷贝前三个元素到目标数组:

public static void main(String args[]) {
        int[] source = new int[]{10, 20, 30, 40, 50};
        int[] target = new int[5];

        System.out.println("Before copying");
        for(int i: target){
            System.out.println(i);
        }

        System.arraycopy(source, 0, target, 0, 3);

        System.out.println("after copying");
        for(int i: target){
            System.out.println(i);
        }
    }
Output:
Before copying
0
0
0
0
0
after copying
10
20
30
0
0

你可以看到拷贝之前所有元素是0,之后前三个元素被替换了。

13)Java同样支持多维数组,在表示2D和3D的时候非常有用,像行和列或矩阵。多维数组也是一个数组的数组,这里是创建多维数组的例子:

int[][] multiArray = new int[2][3];

这是数组有2行3列,或者说长度是2的数组中,它的每个元素里保存的是长度为3的数组,这里是初始化多维数组的例子:

int[][] multiArray = {{1,2,3},{10,20,30}};
System.out.println(multiArray[0].length);
System.out.println(multiArray[1].length);


14)数组是一种非常快的数据结构,如果你已经知道元素的长度,那么就应该使用数组而非ArrayList等数据结构。

以上就是所有关于数组的话题,如你所见,数组是一种非常强大的数据结构。

原文链接: javarevisited 翻译: ImportNew.com - 刘志军
译文链接: http://www.importnew.com/7127.html
[ 转载请保留原文出处、译者和译文链接。]

关于作者: 刘志军

程序员,关注 Java、Python、云计算,移动互联网。(新浪微博:@_Zhijun

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