【JavaSE系列-基础篇6】——数组

数组
数组

声明一个变量来引用一个数组

创建初始化和访问一个数组

复制数组

数据操作

数组

数组

数组是一个容器对象，它保存单个类型的固定数组的值。创建数组时，建立数组的长度。创建后，其长度是固定的。你在“Hello World”的例子中已经看到了数组的例子。本章将详细讨论数组。



数组中的每个项目称为元素，每个元素都由其数字索引访问。如上图所示，编号从0开始。例如，第9个元素将在索引8处被访问。

以下程序ArrayDemo创建一个整数数组，在数组中放置一些值，并将每个值打印到标准输出。

class ArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
// declares an array of integers
int[] anArray;

// allocates memory for 10 integers
anArray = new int[10];

// initialize first element
anArray[0] = 100;
// initialize second element
anArray[1] = 200;
// and so forth
anArray[2] = 300;
anArray[3] = 400;
anArray[4] = 500;
anArray[5] = 600;
anArray[6] = 700;
anArray[7] = 800;
anArray[8] = 900;
anArray[9] = 1000;

System.out.println("Element at index 0: "
+ anArray[0]);
System.out.println("Element at index 1: "
+ anArray[1]);
System.out.println("Element at index 2: "
+ anArray[2]);
System.out.println("Element at index 3: "
+ anArray[3]);
System.out.println("Element at index 4: "
+ anArray[4]);
System.out.println("Element at index 5: "
+ anArray[5]);
System.out.println("Element at index 6: "
+ anArray[6]);
System.out.println("Element at index 7: "
+ anArray[7]);
System.out.println("Element at index 8: "
+ anArray[8]);
System.out.println("Element at index 9: "
+ anArray[9]);
}
}

输出的内容是：

Element at index 0: 100
Element at index 1: 200
Element at index 2: 300
Element at index 3: 400
Element at index 4: 500
Element at index 5: 600
Element at index 6: 700
Element at index 7: 800
Element at index 8: 900
Element at index 9: 1000

在现实世界的编程情境中，您可能会使用支持的循环结构之一来遍历数组的每个元素，而不是像前面的例子一样单独写入每一行。但是，该示例清楚地说明了数组语法。您将在“控制流程”部分中了解各种循环结构（for，while和do-while）。

声明一个变量来引用一个数组

上述程序使用以下代码来声明一个数组：

// declares an array of integers
int[] anArray;

像其他类型的变量声明一样，数组声明有两个组件：数组的类型和数组的名称。 数组的类型写为type []，其中type是包含元素的数据类型; 括号是指示此变量保存数组的特殊符号。 数组的大小不是其类型的一部分（这就是为什么括号为空）。 数组的名称可以是任何您想要的名称，只要它遵循以前在命名部分中讨论的规则和约定。 与其他类型的变量一样，声明实际上并不创建数组; 它只是告诉编译器这个变量将保存一个指定类型的数组。

类似地，您可以声明其他类型的数组：

byte[] anArrayOfBytes;
short[] anArrayOfShorts;
long[] anArrayOfLongs;
float[] anArrayOfFloats;
double[] anArrayOfDoubles;
boolean[] anArrayOfBooleans;
char[] anArrayOfChars;
String[] anArrayOfStrings;

你也可以将括号放在名字后面：

// this form is discouraged
float anArrayOfFloats[];

然而，不鼓励这种形式;括号标识数组类型，并应显示类型标识。

创建，初始化和访问一个数组

创建数组的一种方法是使用new运算符。 ArrayDemo程序中的下一个语句为10个整数元素分配一个具有足够内存的数组，并将数组分配给anArray变量。

// create an array of integers
anArray = new int[10];

如果此语句丢失，则编译器将打印如下所示的错误，并且编译失败：

ArrayDemo.java:4: Variable anArray may not have been initialized.

接下来的几行将值分配给数组的每个元素：

anArray[0] = 100; // initialize first element
anArray[1] = 200; // initialize second element
anArray[2] = 300; // and so forth

每个数组元素都由其数字索引访问：

System.out.println("Element 1 at index 0: " + anArray[0]);
System.out.println("Element 2 at index 1: " + anArray[1]);
System.out.println("Element 3 at index 2: " + anArray[2]);

或者，您可以使用快捷方式语法来创建和初始化数组：

int[] anArray = {
100, 200, 300,
400, 500, 600,
700, 800, 900, 1000
};

这里，数组的长度由大括号之间提供的值的数量确定，并用逗号分隔。

您还可以通过使用两个或更多个括号（例如String [] []名称来声明数组数组（也称为多维数组）。因此，每个元素必须由相应数量的索引值访问。

在Java编程语言中，多维数组是一个数组，其组件本身就是数组。这与C或Fortran中的数组不同。这样做的结果是允许行的长度变化，如下面的MultiDimArrayDemo程序所示：

class MultiDimArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
String[][] names = {
{"Mr. ", "Mrs. ", "Ms. "},
{"Smith", "Jones"}
};
// Mr. Smith
System.out.println(names[0][0] + names[1][0]);
// Ms. Jones
System.out.println(names[0][2] + names[1][1]);
}
}

这个程序的输出内容为：

Mr. Smith
Ms. Jones

最后，您可以使用built-in length属性来确定任何数组的大小。以下代码将数组的大小打印到标准输出：

System.out.println(anArray.length);

复制数组

System类有一个arraycopy的方法，让你能够有效的从一个数组拷贝数据到另一个数组：

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

两个Object参数指定要复制的数组和要复制的数组。三个int参数指定源数组中的起始位置，目标数组中的起始位置和要复制的数组元素的数量。

以下程序，ArrayCopyDemo，声明一个char元素数组，拼写“decaffeinated”一词。它使用System.arraycopy方法将数组组件的子序列复制到第二个数组中：

class ArrayCopyDemo {
public static void main(String[] args) {
char[] copyFrom = { 'd', 'e', 'c', 'a', 'f', 'f', 'e',
'i', 'n', 'a', 't', 'e', 'd' };
char[] copyTo = new char[7];

System.arraycopy(copyFrom, 2, copyTo, 0, 7);
System.out.println(new String(copyTo));
}
}

程序的输出内容为：

caffein

数据操作

数组是用于编程的强大而有用的概念。 Java SE提供了执行与数组相关的一些最常见操作的方法。 例如，ArrayCopyDemo示例使用System类的arraycopy方法，而不是手动遍历源数组的元素，并将每个元素放在目标数组中。 这是在幕后执行的，使开发人员只能使用一行代码来调用该方法。

为了方便起见，Java SE提供了几种在java.util.Arrays类中执行数组操作（常见任务，如复制，排序和搜索数组）的方法。 例如，可以将上一个示例修改为使用java.util.Arrays类的copyOfRange方法，您可以在ArrayCopyOfDemo示例中看到。 不同的是，使用copyOfRange方法不需要在调用方法之前创建目标数组，因为方法返回了目标数组：

class ArrayCopyOfDemo {
public static void main(String[] args) {
char[] copyFrom = {'d', 'e', 'c', 'a', 'f', 'f', 'e',
'i', 'n', 'a', 't', 'e', 'd'};
char[] copyTo = java.util.Arrays.copyOfRange(copyFrom, 2, 9);
System.out.println(new String(copyTo));
}
}

如您所见，该程序的输出是相同的（caffein），尽管它需要较少的代码行。 请注意，copyOfRange方法的第二个参数是要复制的范围的初始索引，包括第三个参数是要复制的范围的最终索引。 在此示例中，要复制的范围不包括索引9（包含字符a）的数组元素。

java.util.Arrays类中的方法提供的一些其他有用的操作是：

搜索数组以获取特定值以获取其放置的索引（binarySearch方法）。

比较两个数组以确定它们是否相等（equals方法）。

填充数组以在每个索引（填充方法）中放置一个特定的值。

将数组排列成升序。 这可以使用sort方法或并行使用Java SE 8中引入的parallelSort方法顺序完成。多处理器系统上的大型数组的并行排序比顺序数组排序更快。