2.8 数组

数组是一种数据结构，用来存储同一类型的数据。在内存布局上，数组是一系列连续排列的数据，因此访问速度很快。

数组中的元素是通过一个整型的下标来访问的，代表该元素在数组中的索引位置，数组的索引是从0开始的。

2.8.1 数组类型与声明数组

1.数组类型

在Java中，数组是一种特殊的类型，被称为数组类型（Array Type）。若声明一个数组类型的变量则使用其元素类型后接[]，加上数组的名字。例如，声明一个int类型的数组arr，则可以写为：

在main方法的定义中“public static void main（String[] args）”，args参数的类型就是String数组。

2.声明数组

在C++语言中，我们习惯使用“int arr[3]；”这种方式在声明一个数组的同时指定数组的容量，不过在Java中，这行不通，Java中数组变量的声明和数组容量的分配（即数组对象的创建）是分开进行的。

上述声明一个int类型的数组变量的四种方式都是合法的，第二种方式是我们推荐的方式，因为它将数组类型（int[]）和变量名（num）清晰地区分开了。

2.8.2 创建数组

在声明一个数组之后，就可以为这个数组分配内存空间了，可以看下面的代码。

第二行代码，我们使用new运算符来创建一个包含3个int类型元素的数组。第三行代码只不过是把前两行代码写在了一行当中。在Java中，new运算符是用来分配内存的，数组的存储需要内存，对象的存储也需要内存，所以当创建一个数组或对象时，我们需要使用new运算符。

上面的代码是给num数组的三个元素进行赋值的，使用访问运算符（[]）来访问数组的元素，在中括号（[]）中的数值叫作数组的下标，也就是第几个元素。需要注意的是，数组第一个元素的下标为0。如果一个数组的大小为n，那么数组的下标范围是0～n-1。

不过我们也可以在声明数组的同时给数组分配初始值，看下面的代码。

这行代码定义了一个包含3个int类型元素的数组，并且这3个元素的值依次为：11、22、33。要注意的是，这种写法必须在同一行，如果把上面代码分成两行书写则会出现编译问题。

给数组分配初始值还有一种写法：

不过，在使用这种写法时，要注意不要写成下面的形式了：

我们的想法是声明一个包含3个int类型元素的数组，并赋初始值，但不幸的是，这种写法编译器会报错。

2.8.3 使用数组

在声明数组变量并创建数组后就可以通过数组名来使用数组了。数组的使用无非是给指定元素赋值或者获取指定元素的值。前面我们已经了解到，可以使用访问运算符来给数组的元素赋值，同样，使用访问运算符可以获取指定下标元素的值。

我们看代码2.25。

代码2.25 ArrayUse.java

程序运行结果为：

这段程序很简单，通过for循环依次获取数组中的元素并输出到控制台窗口中。这里我们知道数组的元素个数是3，因此循环条件设置为i＜3，假如我们不知道数组中元素的个数怎么办呢？Java中的数组都有一个默认的length属性，该属性的值就是数组中元素的个数，在数组变量上可以使用点号（.）运算符来访问length属性。

我们看代码2.26。

代码2.26 ArrayUse.java

如果只是遍历访问数组中的元素，那么使用“for each”循环会让你的代码更加简洁，如代码2.27所示。

代码2.27 ArrayUse.java

2.8.4 匿名数组

在上面的例子中，创建的数组都是保存在一个数组变量中的。有时，在调用方法时，需要传入一个数组类型的参数，为了方便，我们会在传参时直接创建一个数组，而不是把数组保存到一个变量中再传递，如代码2.28所示。

代码2.28 UnnamedArray.java

在第三行代码中，我们直接用new运算符创建了一个包含3个int类型元素的数组，并设定初始值为：1、2、3。然后，把这个数组直接传入UnnamedArray类的method方法。以这种方式创建的数组我们就称之为匿名数组。

当使用匿名数组时，需要注意以下两点：

（1）一定要使用new运算符为数组分配空间并进行初始化。

（2）要使用“new int[]{11，22，33}”这种方式来创建并初始化数组，如果使用“{11，22，33}”方式来创建并初始化数组，则会产生编译错误。

2.8.5 多维数组

下面以二维数组为例。

1.声明二维数组

现在我们已经知道，声明一个一维数组是在类型名称后面加上一对方括号，那么声明二维数组就是在类型名称后面加上两对方括号。

上面两行代码都是声明一个二维数组。同样，我们推荐采用第一种声明方式。

2.创建二维数组

创建二维数组也使用new关键字，并在两对方括号中指定二维数组的最大行数和最大列数。

上面的代码创建了两个二维数组，它们的大小都是3行3列。在数学中，我们称之为矩阵。

Java的二维数组还有一个特性，就是它可以针对各个行来创建包含不同列数的二维数组（不规则数组）。

不过，列数不同的数组创建起来比较麻烦。

3.初始化二维数组

初始化二维数组可以用访问运算符（[]）给每个元素赋值，也可以在二维数组声明时直接创建数组并赋初始值。

我们在声明二维数组变量num的同时创建了一个3行2列的数组，并给数组分配了初始值。同样，我们也可以使用这种方法创建一个不规则的二维数组。

4.使用二维数组

与一维数组相同的是，使用访问运算符（[]）和下标来访问二维数组中的指定元素，如代码2.29所示。

代码2.29 MDArray.java

程序的运行结果为：

在访问一维数组的例子中，我们体会到了使用“for each”循环的优势。在使用“for each”循环遍历二维数组时，我们需要使用嵌套循环，外层循环遍历二维数组的行，内层循环遍历二维数组的列。在外层“for each”循环中，我们要注意行元素的类型是“int[]”。

2.8.6 数组的初始值和越界

若我们不为数组赋初始值，而直接访问数组中的元素，那么会出现什么情况呢？

代码运行的结果为：

在我们使用new运算符创建一个数组时，Java会为数组中的每个元素都赋一个初始值，这个初始值根据元素数据类型的不同而不同。如表2-7所示列出了Java 8种基本数据类型的初始值（如果数组中的元素是对象类型，则初始值是null）。

当我们声明一个包含3个元素的数组，而访问下标为3的元素时，会发生什么情况呢？我们看代码2.30。

代码2.30 ArrayErrors.java

程序运行的结果为：

这时，系统会抛出一个异常，报告数组的下标越界。