Java中的数组-CFANZ编程社区

Java中的数组是一种基础且强大的数据结构，用于存储固定大小的同类型元素。下面这个表格汇总了它的核心特性，帮助你快速建立整体印象。

特性类别	具体内容
基本定义	相同类型数据的有序集合
长度特性	一旦创建，长度固定且不可变
元素类型	所有元素必须是相同类型（基本类型或引用类型）
内存分配	在堆内存中分配，元素内存地址连续
访问方式	通过索引（下标）访问，索引从0开始
核心优点	随机访问效率极高（时间复杂度O(1)）
主要缺点	长度不可变；随机插入/删除元素效率低

💡 从基础到应用

🧱 声明与初始化

声明数组时，推荐将方括号紧挨数据类型，这更清晰地表明变量是“某类型的数组” 。

// 推荐的声明方式
int[] numbers;
String[] names;

初始化主要有两种方式：

静态初始化：声明的同时直接指定元素值。

int[] primes = {2, 3, 5, 7, 11}; // 数组长度根据大括号内元素个数自动确定

动态初始化：声明时指定数组长度，系统为元素赋默认值。

int[] scores = new int[5]; // 创建一个长度为5的整型数组，所有元素初始值为0
scores[0] = 95; // 然后再为各个元素赋值

不同数据类型的默认值如下：

数值类型（如int, double）：0或0.0
boolean类型：false
字符类型（char）：'\u0000'（空字符）
引用类型（如String, 自定义对象）：null

⛓️ 内存模型与边界

数组是引用类型。变量（如numbers）存储在栈内存，它持有的是数组对象在堆内存中的地址。真正的数组对象在堆中分配，其元素在内存中是连续存储的，这是数组能实现高效随机访问的根本原因。

访问数组时，索引必须在 [0, array.length - 1] 范围内。如果越界（例如访问array[array.length]），Java运行时环境会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException异常，这是最常见的错误之一。

🔄 遍历与拷贝

遍历数组：可以使用基本的for循环（通过索引）或更简洁的增强for循环（for-each循环）。

int[] arr = {10, 20, 30};
// 基本for循环
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    System.out.println(arr[i]);
}
// 增强for循环 (直接遍历元素，无需索引)
for (int value : arr) {
    System.out.println(value);
}

数组拷贝：需要区分"引用拷贝"和"内容拷贝"。直接赋值 (int[] newArr = arr;) 只是让新变量指向原数组，修改会相互影响。要实现真正的独立副本，常用方法有 Arrays.copyOf()和 System.arraycopy()。

import java.util.Arrays;
int[] original = {1, 2, 3};
int[] copy = Arrays.copyOf(original, original.length); // 内容拷贝
copy[0] = 99; // 修改副本不会影响原数组
System.out.println(original[0]); // 输出仍是 1

🌐 多维数组

Java支持多维数组，最常见的是二维数组，可理解为“数组的数组”或表格。其声明、初始化和遍历示例如下：

// 静态初始化一个二维数组（矩阵）
int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};
// 动态初始化一个3行4列的二维数组
String[][] table = new String[3][4];
// 遍历二维数组（嵌套循环）
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) { // 遍历行
    for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) { // 遍历当前行的列
        System.out.print(matrix[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}

需要注意的是，多维数组中每个子数组的长度可以不同，这被称为不规则数组（Jagged Array）。

int[][] jaggedArray = new int[3][]; // 只指定行数
jaggedArray[0] = new int[2]; // 第一行有2列
jaggedArray[1] = new int[3]; // 第二行有3列
jaggedArray[2] = new int[4]; // 第三行有4列

🛠️ 工具类 `Arrays`

java.util.Arrays类提供了大量静态方法，用于操作数组，非常方便。

排序：Arrays.sort(array)对数组进行升序排序（修改原数组）。
二分查找：Arrays.binarySearch(array, key)在已排序的数组中高效查找元素，返回索引。
比较：Arrays.equals(array1, array2)比较两个数组内容是否相等。
填充：Arrays.fill(array, value)将数组所有元素设置为指定值。
转换为字符串：Arrays.toString(array)将数组内容转换为美观的字符串格式，便于打印调试。

int[] arr = {5, 3, 9, 1};
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // 输出: [5, 3, 9, 1]
Arrays.sort(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // 输出: [1, 3, 5, 9]
int index = Arrays.binarySearch(arr, 5);
System.out.println(index); // 输出: 2