Java: 数组
数组是存储同类型数据的容器，本课学习Java中数组的使用。
1. 什么是数组
数组是固定大小的同类型数据集合。
(1) 数组特点
| 特点 | 说明 |
|---|---|
| 固定大小 | 创建后大小不能改变 |
| 同类型 | 所有元素类型相同 |
| 连续存储 | 元素在内存中连续存放 |
| 索引访问 | 通过索引（从0开始）访问元素 |
2. 声明与初始化
(1) 方式1：先声明后初始化
JAVA
// 声明数组
int[] arr;
// 初始化（分配空间）
arr = new int[5]; // 5个元素，默认值为0
(2) 方式2：声明并初始化
JAVA
// 指定大小
int[] arr = new int[5];
// 直接赋值
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
▶ 示例：数组初始化
JAVA
public class ArrayInit {
public static void main(String[] args) {
// 方式1：指定大小
int[] arr1 = new int[3];
arr1[0] = 10;
arr1[1] = 20;
arr1[2] = 30;
// 方式2：直接赋值
int[] arr2 = {10, 20, 30};
// 方式3：new + 赋值
int[] arr3 = new int[]{10, 20, 30};
System.out.println(arr2[0]); // 10
System.out.println(arr2[1]); // 20
System.out.println(arr2[2]); // 30
}
}
⚠️ 注意： 数组索引从0开始，最大索引是长度-1。访问越界会抛出
ArrayIndexOutOfBoundsException。
3. 访问与修改
JAVA
int[] arr = {10, 20, 30, 40, 50};
// 访问元素
int first = arr[0]; // 10
int third = arr[2]; // 30
// 修改元素
arr[1] = 200; // 把20改为200
// 获取数组长度
int len = arr.length; // 5
4. 遍历数组
(1) 方式1：普通for循环
JAVA
int[] arr = {10, 20, 30, 40, 50};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println("arr[" + i + "] = " + arr[i]);
}
(2) 方式2：for-each循环
JAVA
int[] arr = {10, 20, 30, 40, 50};
for (int num : arr) {
System.out.println(num);
}
▶ 示例：求平均值
JAVA
public class ArrayAverage {
public static void main(String[] args) {
int[] scores = {85, 92, 78, 96, 88};
int sum = 0;
for (int score : scores) {
sum += score;
}
double avg = (double) sum / scores.length;
System.out.println("平均分：" + avg); // 87.8
}
}
5. Arrays工具类
java.util.Arrays提供了数组操作的工具方法。
(1) 常用方法
| 方法 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
sort() |
排序 | Arrays.sort(arr) |
copyOf() |
复制 | Arrays.copyOf(arr, newLen) |
fill() |
填充 | Arrays.fill(arr, value) |
equals() |
比较 | Arrays.equals(arr1, arr2) |
toString() |
转字符串 | Arrays.toString(arr) |
binarySearch() |
二分查找 | Arrays.binarySearch(arr, key) |
▶ 示例：Arrays使用
JAVA
import java.util.Arrays;
public class ArraysDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5, 2, 8, 1, 9, 3};
// 排序
Arrays.sort(arr);
System.out.println("排序后：" + Arrays.toString(arr));
// [1, 2, 3, 5, 8, 9]
// 复制
int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr, 3);
System.out.println("复制前3个：" + Arrays.toString(arr2));
// [1, 2, 3]
// 填充
int[] arr3 = new int[5];
Arrays.fill(arr3, 100);
System.out.println("填充后：" + Arrays.toString(arr3));
// [100, 100, 100, 100, 100]
// 查找（需要先排序）
int index = Arrays.binarySearch(arr, 5);
System.out.println("5的索引：" + index); // 3
}
}
6. 二维数组
二维数组可以理解为"数组的数组"。
(1) 声明与初始化
JAVA
// 方式1：指定大小
int[][] matrix = new int[3][4]; // 3行4列
// 方式2：直接赋值
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
▶ 示例：遍历二维数组
JAVA
public class TwoDArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
// 遍历
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();
}
// 输出：
// 1 2 3
// 4 5 6
// 7 8 9
}
}
▶ 示例：矩阵转置
JAVA
public class MatrixTranspose {
public static void main(String[] args) {
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6}
};
// 转置：2行3列 → 3行2列
int[][] transposed = new int[3][2];
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
transposed[j][i] = matrix[i][j];
}
}
// 打印转置后的矩阵
for (int[] row : transposed) {
System.out.println(java.util.Arrays.toString(row));
}
// [1, 4]
// [2, 5]
// [3, 6]
}
}
7. 可变参数
可变参数允许方法接受不定数量的参数。
(1) 语法
JAVA
public static int sum(int... numbers) {
int total = 0;
for (int num : numbers) {
total += num;
}
return total;
}
▶ 示例：可变参数
JAVA
public class VarargsDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(sum(1, 2)); // 3
System.out.println(sum(1, 2, 3)); // 6
System.out.println(sum(1, 2, 3, 4, 5)); // 15
}
public static int sum(int... numbers) {
int total = 0;
for (int num : numbers) {
total += num;
}
return total;
}
}
⚠️ 注意： 可变参数必须是方法的最后一个参数，一个方法只能有一个可变参数。
8. 常见数组算法
▶ 示例：冒泡排序
JAVA
public class BubbleSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5, 2, 8, 1, 9, 3};
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
System.out.println(java.util.Arrays.toString(arr));
// [1, 2, 3, 5, 8, 9]
}
}
▶ 示例：求最大值
JAVA
public class FindMax {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5, 2, 8, 1, 9, 3};
int max = arr[0];
for (int num : arr) {
if (num > max) {
max = num;
}
}
System.out.println("最大值：" + max); // 9
}
}
❓ 常见问题
Q 数组长度可以改变吗？
A 不可以。数组长度固定，如果需要动态大小，使用ArrayList。
Q 数组有默认值吗？
A 有。int默认0，double默认0.0，boolean默认false，引用类型默认null。
Q Arrays.sort()是什么排序算法？
A 对于基本类型用双轴快排，对于对象类型用TimSort（归并排序的变种）。
📖 小节
- 数组是固定大小的同类型数据集合，索引从0开始
- 遍历用普通for或for-each
- Arrays工具类提供排序、复制、填充等方法
- 二维数组可以理解为数组的数组
- 可变参数允许方法接受不定数量的参数
📝 作业
- 数组操作： 创建一个10个元素的数组，赋值1-10，然后逆序输出
- 查找最大值： 找出数组中的最大值和最小值
- 冒泡排序： 实现冒泡排序算法，对数组进行升序排序
下一课
下一课我们将学习 实战：基础综合，综合运用前7课的知识。
