Java数据结构-线性结构数组（Array）详解

摘要: 《Java常用算法》
《Java编程思想》
《疯狂Java讲义》

一、概述

Java中的数组是一种聚合数据类型，是将具有相同类型的若干变量有序地组织在一起的集合。数组可以说是最基本的数据结构，在各种编程语言中都有对应。一个数组可以分解为多个数组元素，按照数据元素的类型，数组可以分为整型数组、字符串数组、浮点型数组、对象数组等。数组还可以分为一维、二维及多维等表现形式。

二、数组的优点

数组的最大好处就是能都给存储进来的元素自动进行编号. 注意编号是从0开始。方便操作这些数据。

三、数组格式及初始化

1、一维数组

int[] a; //声明,没有初始化

int[] a = new int[5]; //初始化为默认值,int型为0

int[] a = {1,2,3,4,5}; //初始化为给定值

2、二维数组

int[][] a;

int[][] a = new int[5][5];

int[][] a ={{2,3,4},{5,6,7},{8,9}}

1.动态初始化：数组定义与为数组分配空间和赋值的操作分开进行；
2.静态初始化：在定义数字的同时就为数组元素分配空间并赋值；
3.默认初始化：数组是引用类型，它的元素相当于类的成员变量，因此数组分配空间后，每个元素也被按照成员变量的规则被隐士初始化

四、数据与泛型

Java 不支持泛型数组

List<String>[] ls = new ArrayList<String>[10];

上面的是不允许的，而下面的这种方式却可以。

List<String>[] ls = new ArrayList[10];

由于JVM泛型的擦除机制，在运行时JVM是不知道泛型信息的，所以可以给oa[1]赋上一个ArrayList<Integer>而不会出现ArrayStoreException，但是在取出数据的时候却要做一次类型转换，所以就会出现ClassCastException，如果可以进行泛型数组的声明，上面说的这种情况在编译期将不会出现任何的警告和错误，只有在运行时才会出错。而对泛型数组的声明进行限制，对于这样的情况，可以在编译期提示代码有类型安全问题，比没有任何提示要强很多。

基于以上的原因，Java不支持声明泛型数组，更确切地表达是：数组的类型不可以是类型变量，除非是采用通配符的方式，看下面这个例子：

List<?>[] lsa = new List<?>[10];

五、数组内存描述

public class arraytest {
public static void main(String[] args) {
int[] s;
s = new int[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
s[i] = i+1;
}
System.out.println(Arrays.toString(s));
}
}

六、Arrays使用功能

1、Arrays.fill()

Java标准类库Arrays有一个作用十分有限的fill()方法：只能用一个值填充各个位置，而针对对象而言，就是复制同一个引用进行填充。

public class arraytest {
public static void main(String[] args) {
//###################数组fill介绍start###################//
int[] a1 = new int[5];
System.out.println("原数据："+Arrays.toString(a1));
Arrays.fill(a1,12);
System.out.println("赋值数据："+Arrays.toString(a1));
Arrays.fill(a1,1,4,15);
System.out.println("索引赋值数据："+Arrays.toString(a1));
//###################数组fill介绍end###################//
}
}

结果如下：

原数据：[0, 0, 0, 0, 0]
赋值数据：[12, 12, 12, 12, 12]
索引赋值数据：[12, 15, 15, 15, 12]

2、复制数组

Java标准类库提供有static方法System.arraycopy(),用它复制数组比用for循环复制要快很多。System.arraycopy()针对所有类型做了重载。参数描述：

数据源

数据源从第几个索引开始

被修改数组

被修改数组从第几个索引开始

被修改数组开始往后修改几个元素

public class arraytest {
public static void main(String[] args) {
//###################数组复制介绍start###################//
int[] a1 = new int[10];
int[] a2 = new int[10];
System.out.println("原数据："+Arrays.toString(a1));
System.out.println("原数据："+Arrays.toString(a1));
Arrays.fill(a1,20);
Arrays.fill(a2,10);
System.out.println("赋值数据："+Arrays.toString(a1));
System.out.println("赋值数据："+Arrays.toString(a1));
System.arraycopy(a2,2,a1,4,4);
System.arraycopy(a1,2,a2,4,4);
System.out.println("复制数据："+Arrays.toString(a1));
System.out.println("复制数据："+Arrays.toString(a2));
//###################数组复制介绍end###################//
}
}

结果如下：

原数据：[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
原数据：[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
赋值数据：[20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20]
赋值数据：[20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20]
复制数据：[20, 20, 20, 20, 10, 10, 10, 10, 20, 20]
复制数据：[10, 10, 10, 10, 20, 20, 10, 10, 10, 10]

3、数组比较

Arrays类提供了重载后的equals()方法，用来比较整个数组。同样，此方法针对所有基本类型与Object都做了重载。数组相等的条件是元素个数必须相等，并且对应位置的元素也相等，者可以通过对每一个元素使用equals()作为比较来判断。（例如对int类型使用Integer.equals()做比较）

public class arraytest {
public static void main(String[] args) {
//###################数组比较介绍start###################//
int[] a1 = new int[10];
int[] a2 = new int[10];
Arrays.fill(a1,10);
Arrays.fill(a2,10);
System.out.println(Arrays.equals(a1,a2));
a1[5] = 5;
System.out.println(Arrays.equals(a1,a2));

String[] s1 = new String[5];
Arrays.fill(s1,"Hi");
String[] s2 = {new String("Hi"),new String("Hi"),new String("Hi"),new String("Hi"),new String("Hi")};
System.out.println(Arrays.equals(s1,s2));
//###################数组比较介绍end###################//
}
}

结果如下：

true
false
true