1.数组简介
数组(array)是一种最简单的复合数据类型,它是有序数据的集合,数组中的每个元素具有相同的数据类型,可以用一个统一的数组名和不同的下标来确定数组中唯一的元素。根据数组的维度,可以将其分为一维数组、二维数组和多维数组等。
数组具有如下三个基本特性:

  1. 一致性:数组只能保存相同数据类型元素,元素的数据类型可以是任何相同的数据类型。
  2. 有序性:数组中的元素是有序的,通过下标访问。
  3. 不可变性:数组一旦初始化,则长度(数组中元素的个数)不可变。
    数组的特点:
    数组可以是一维数组、二维数组或多维数组。
    数值数组元素的默认值为 0,而引用元素的默认值为null。
    数组的索引从 0 开始,如果数组有 n 个元素,那么数组的索引是从 0 到(n-1)。
    数组元素可以是任何类型,包括数组类型。
    数组类型是从抽象基类 Array 派生的引用类型。

2.一维数组的定义、赋值和初始化
当数组中每个元素都只带有一个下标时,这种数组就是“一维数组”。一维数组(one-dimensional array)实质上是一组相同类型数据的线性集合,是数组中最简单的一种数组。

数组是引用数据类型,引用数据类型在使用之前一定要做两件事情:声明和初始化。所以本文将重点介绍一维数组的创建、初始化和使用。
声明一维数组的语法格式为:

type[] arrayName;    // 数据类型[] 数组名;
type arrayName[];    // 数据类型 数组名[];

声明了数组,只是得到了一个存放数组的变量,并没有为数组元素分配内存空间,不能使用。因此要为数组分配内存空间,这样数组的每一个元素才有一个空间进行存储。
在 Java 中可以使用 new 关键字来给数组分配空间。
语法格式如下:

arrayName = new type[size];    // 数组名 = new 数据类型[数组长度];
type[] arrayName = new type[size];    // 数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];

注意:一旦声明了数组的大小,就不能再修改。这里的数组长度也是必需的,不能少。
尽管数组可以存储一组基本数据类型的元素,但是数组整体属于引用数据类型。当声明一个数组变量时,其实是创建了一个类型为“数据类型[]”(如 int[]、double[]、String[])的数组对象,既然是对象那么,就有所属的方法和属性如下:
图片说明
数组在初始化数组的同时,可以指定数组的大小,也可以分别初始化数组中的每一个元素。在 Java 语言中,初始化数组有以下 3 种方式。
1)使用 new 指定数组大小后进行初始化

//type[] arrayName = new int[size];
int[] number = new int[5];
number[0] = 1;
number[1] = 2;
number[2] = 3;
number[3] = 5;
number[4] = 8;

2)使用 new 指定数组元素的值

type[] arrayName = new type[]{值 1,值 2,值 3,值 4,• • •,值 n};

3)直接指定数组元素的值

type[] arrayName = {值 1,值 2,值 3,...,值 n};

获取元素
获取单个元素的方法非常简单,指定元素所在数组的下标即可。

arrayName[index];

其中,arrayName 表示数组变量,index 表示下标,下标为 0 表示获取第一个元素,下标为 array.length-1 表示获取最后一个元素。
当指定的下标值超出数组的总长度时,会拋出 ArraylndexOutOfBoundsException 异常。
当数组中的元素数量不多时,要获取数组中的全部元素,可以使用下标逐个获取元素。但是,如果数组中的元素过多,再使用单个下标则显得烦琐,此时使用一种简单的方法可以获取全部元素——使用循环语句。
代码如下:

int[] number = {1,2,3,5,8};
for (int i=0;i<number.length;i++) {
    System.out.println("第"+(i+1)+"个元素的值是:"+number[i]);
}
//除了使用 for 语句,还可以使用 foreach 遍历数组中的元素,并将元素的值输出。
for(int val:number) {
    System.out.print("元素的值依次是:"+val+"\t");
}

2.二维数组详解
在 Java 中二维数组被看作数组的数组,即二维数组为一个特殊的一维数组,其每个元素又是一个一维数组。Java 并不直接支持二维数组,但是允许定义数组元素是一维数组的一维数组,以达到同样的效果。
声明二维数组的语法如下:

type arrayName[][];    // 数据类型 数组名[][];
//或
type[][] arrayName;    // 数据类型[][] 数组名;

其中,type 表示二维数组的类型,arrayName 表示数组名称,第一个中括号表示行,第二个中括号表示列。
二维数组可以初始化,和一维数组一样,可以通过 3 种方式来指定元素的初始值。这 3 种方式的语法如下:

type[][] arrayName = new type[][]{值 1,值 2,值 3,…,值 n};    // 在定义时初始化
type[][] arrayName = new type[size1][size2];    // 给定空间,在赋值
type[][] arrayName = new type[size][];    // 数组第二维长度为空,可变化

获取元素
当需要获取二维数组中元素的值时,也可以使用下标来表示。语法如下:

arrayName[i-1][j-1];

arrayName 表示数组名称,i 表示数组的行数,j 表示数组的列数。例如,要获取第二行第二列元素的值,应该使用 temp[1][1]来表示。这是由于数组的下标起始值为 0,因此行和列的下标需要减 1。
在二维数组中,直接使用 length 属性获取的是数组的行数,在指定的索引后加上 length(如 array[0].length)表示的是该行拥有多少个元素,即列数。
使用 for 循环语句遍历数组的元素,并输出每一行每一列元素的值。代码如下:

public static void main(String[] args) {
    double[][] class_score = { { 100, 99, 99 }, { 100, 98, 97 }, { 100, 100, 99.5 }, { 99.5, 99, 98.5 } };
    for (int i = 0; i < class_score.length; i++) { // 遍历行
        for (int j = 0; j < class_score[i].length; j++) {
            System.out.println("class_score[" + i + "][" + j + "]=" + class_score[i][j]);
        }
    }
}

获取指定行的元素时,需要将行数固定,然后只遍历该行中的全部列即可。
获取指定列的元素与获取指定行的元素相似,保持列不变,遍历每一行的该列即可。
3.多维数组
除了一维数组和二维数组外,Java 中还支持更多维的数组,如三维数组、四维数组和五维数组等,它们都属于多维数组。经过前面一维,二维的练习后不难发现,想要提高数组的维数,只要在声明数组时将索引与中括号再加一组即可,所以三维数组的声明为 int score[][][],而四维数组为 int score[][][][],以此类推。

通常也将二维数组看作是多维数组。本文以三维数组为例来介绍多维数组。

三维数组有三个层次,可以将三维数组理解为一个一维数组,其内容的每个元素都是二维数组。依此类推,可以获取任意维数的数组。

数组也是一种数据类型,它本身是一种引用类型。例如 int 是一个基本类型,但 int[](这是定义数组的一种方式)就是一种引用类型了。

4.Arrays工具类
Arrays 类是一个工具类,其中包含了数组操作的很多方法。这个 Arrays 类里均为 static 修饰的方法(static 修饰的方法可以直接通过类名调用),可以直接通过 Arrays.xxx(xxx) 的形式调用方法。
1)int binarySearch(type[] a, type key)
使用二分法查询 key 元素值在 a 数组中出现的索引,如果 a 数组不包含 key 元素值,则返回负数。调用该方法时要求数组中元素己经按升序排列,这样才能得到正确结果。
2)int binarySearch(type[] a, int fromIndex, int toIndex, type key)
这个方法与前一个方法类似,但它只搜索 a 数组中 fromIndex 到 toIndex 索引的元素。调用该方法时要求数组中元素己经按升序排列,这样才能得到正确结果。
3)type[] copyOf(type[] original, int length)
这个方法将会把 original 数组复制成一个新数组,其中 length 是新数组的长度。如果 length 小于 original 数组的长度,则新数组就是原数组的前面 length 个元素,如果 length 大于 original 数组的长度,则新数组的前面元索就是原数组的所有元素,后面补充 0(数值类型)、false(布尔类型)或者 null(引用类型)。
4)type[] copyOfRange(type[] original, int from, int to)
这个方法与前面方法相似,但这个方法只复制 original 数组的 from 索引到 to 索引的元素。
5)boolean equals(type[] a, type[] a2)
如果 a 数组和 a2 数组的长度相等,而且 a 数组和 a2 数组的数组元素也一一相同,该方法将返回 true。
6)void fill(type[] a, type val)
该方法将会把 a 数组的所有元素都赋值为 val。
7)void fill(type[] a, int fromIndex, int toIndex, type val)
该方法与前一个方法的作用相同,区别只是该方法仅仅将 a 数组的 fromIndex 到 toIndex 索引的数组元素赋值为 val。
8)void sort(type[] a)
该方法对 a 数组的数组元素进行排序。
9)void sort(type[] a, int fromIndex, int toIndex)
该方法与前一个方法相似,区别是该方法仅仅对 fromIndex 到 toIndex 索引的元素进行排序。
10)String toString(type[] a)
该方法将一个数组转换成一个字符串。该方法按顺序把多个数组元素连缀在一起,多个数组元素使用英文逗号,和空格隔开。
5.数组与字符串之间的转换
与字符数组之间的转换
String --> char[]:调用String的toCharArray()
char[] --> String:调用String的构造器。
与字节数组之间的转换
编码:String --> byte[]:调用String的getBytes()
解码:byte[] --> String:调用String的构造器

与StringBuffer、StringBuilder之间的转换
String -->StringBuffer、StringBuilder:调用StringBuffer、StringBuilder构造器
StringBuffer、StringBuilder -->String:①调用String构造器;②StringBuffer、StringBuilder的toString()

6.比较两个数组是否相等
数组相等的条件不仅要求数组元素的个数必须相等,而且要求对应位置的元素也相等。Arrays 类提供了 equals() 方法比较整个数组。语法如下:

Arrays.equals(arrayA, arrayB);