Java 多维数组
多维数组
在 Java 中,多维数组是由多个一维数组组成的数组。Java 的多维数组可以支持两个或多个维度。
多维数组也可以表达为数组的元素也是数组这种形式,它的结构像下面这样。
多维数组创建
Java 中定义多维数组的语法如下:
dataType[][] arrayName = new dataType[row][column];
其中,dataType 表示数组中元素的数据类型,arrayName 是数组的名称,row 和 column 分别表示数组的行数和列数。例如,定义一个二维数组可以使用以下代码:
int[][] myArray = new int[3][3];
这个二维数组有3 行3 列,如果用二维表格展示,如下图:
可以使用以下方式为数组中的元素赋值:
myArray[0][0] =1;
myArray[0][1] =2;
myArray[0][2] =3;
myArray[1][0] =5;
myArray[1][1] =6;
myArray[1][2] =7;
myArray[2][0] =9;
myArray[2][1] =10;
myArray[2][2] =11;
Java 中的多维数组是一个对象,可以使用 length 属性获取数组的长度。例如,myArray.length
返回 3,myArray[0].length
也会返回 3。
Java 还支持三维数组、四维数组等多维数组。例如,定义一个三维数组可以使用以下代码:
int[][][] myArray = new int[3][4][5];
Java 的多维数组也支持定义时就初始化,例如,以下代码定义了一个二维数组并将它们初始化为指定的值:
int[][] myArray = {{1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9}};
多维数组访问
Java 的多维数组可以使用如下方式进行访问:x[array_index][row_index][column_index]
.
也可以使用循环结构来遍历数组中的元素,例如:
int[][] myArray = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
for (int i = 0; i < myArray.length; i++) {
for (int j = 0; j < myArray[i].length; j++) {
System.out.print(myArray[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
// 输出:
// 1 2 3
// 4 5 6
// 7 8 9
这段代码使用了双重循环结构来遍历二维数组中的所有元素,并将它们输出到控制台。
当然,也可以指定指定下标来访问元素。
System.out.println(myArray[0][0]); // 输出1
System.out.println(myArray[0][1]); // 输出2
System.out.println(myArray[1][0]); // 输出4
可以看出,Java 的多维数组使用方便,支持多种操作,是 Java语言编程中重要的数据类型之一。
三维数组
三维数组可以看作是数组中每个元素都是二维数组的数组,像下面的图,三个表每个表都是一个二维数组,他们合并起来就是一个三维数组。三维数组使用 x[i][j][k]
的形式进行访问。
三维数组创建
创建一个每个数组长度都为 3 的三维数组。
int[][] myArray1 = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
int[][] myArray2 = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
int[][] myArray3 = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
int[][][] array3d = {myArray1, myArray2, myArray3};
三维数组的访问
for (int i = 0; i < array3d.length; i++) {
for (int j = 0; j < array3d[i].length; j++) {
for (int k = 0; k < array3d[i][j].length; k++) {
System.out.print(array3d[i][j][k] + " ");
}
System.out.println();
}
System.out.println("-----");
}
System.out.println(array3d[1][1][1]);
输出:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
-----
1 2 3
4 5 6
7 8 9
-----
1 2 3
4 5 6
7 8 9
-----
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多维数组的 clone
在 Java 中,多维数组也可以使用 clone() 方法进行复制。clone() 方法返回一个新的数组对象,该对象包含与原始数组相同的元素和大小。
多维数组的 clone() 方法可以使用以下语法:
dataType[][] newArray = oldArray.clone();
其中,oldArray 是要复制的原始数组,newArray 是复制后的新数组对象。
需要注意的是,clone() 方法是一个浅拷贝,如果原始数组包含对象引用,则克隆的新数组将包含相同的对象引用,而不是把他们复制一份,这个特性在某些情况下可能会导致问题,因此需要谨慎使用。
下面演示多维数组的浅拷贝现象。
int intArray[][] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5 } };
int cloneArray[][] = intArray.clone();
// 输出:false
System.out.println(intArray == cloneArray);
// 因为是浅拷贝,所以元素引用相同,输出 true
System.out.println(intArray[0] == cloneArray[0]);
System.out.println(intArray[1] == cloneArray[1]);
交错(Jagged)数组
上面介绍的 Java 的多维数组中,有一个特点,就是数组的每个元素数组的长度是固定相等的,且数组长度不能改变。但是其实对于多维数组来讲,每个元素只要是数组就行了,并不关心数组的元素数组的具体长度。
Java中的交错数组是一种特殊的二维数组,它的每一行的长度可以不同。也就是说,Java中的交错数组是由多个不同长度的一维数组组成的,交错数组不是一个矩形。
其实交错数组这个名字并不好理解,我们也可以称为参差不齐的数组,这样比较形象。如果用图表示,会是像下面这样。
交错(Jagged)数组创建
交错数组的创建有多种方式,下面给出常见的几种创建方法。
// 方式1
int[][] jaggedArray = new int[3][];
jaggedArray[0] = new int[] {1, 2, 3};
jaggedArray[1] = new int[] {4, 5};
jaggedArray[2] = new int[] {6, 7, 8, 9};
// 方式2
int[][] arrName1 = new int[][] {
new int[] {10, 20, 30, 40},
new int[] {50, 60, 70, 80, 90, 100},
new int[] {110, 120}
};
// 方式3
int[][] arrName2 = {
new int[] {10, 20, 30, 40},
new int[] {50, 60, 70, 80, 90, 100},
new int[] {110, 120}
};
// 方式4
int[][] arrName3 = {
{10, 20, 30, 40},
{50, 60, 70, 80, 90, 100},
{110, 120}
};
个人觉得方式 4 的创建方式比较直观,容易理解。在方式 1中声明了一个长度为3的交错数组,然后对每一行进行了初始化,第一行包含3个元素,第二行包含2个元素,第三行包含4个元素。
交错(Jagged)数组访问
在访问交错数组中的元素时,可以使用双重循环来遍历数组,第一重循环用于遍历每一行,第二重循环用于遍历每一行中的元素。如下所示:
for (int i = 0; i < jaggedArray.length; i++) {
for (int j = 0; j < jaggedArray[i].length; j++) {
System.out.print(jaggedArray[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
输出:
1 2 3
4 5
6 7 8 9
交错(Jagged)数组优点
交错数组作为一种特殊的数组,为什么我们要花篇幅对他进行介绍呢,是因为交错数组有以下几个优点。
- 灵活性:交错数组的每一行长度可以不相同,这使得它非常适合处理不规则的数据。如果我们事需要存储不同长度的数组,或者事先不知道子数组的长度,那么使用交错数组可以更加灵活地处理数据。
- 节约内存:与普通的二维数组相比,交错数组可以节约内存。因为普通的二维数组需要为每一行分配相同的长度,而交错数组只需要为每一行分配实际需要的长度。
- 不错的性能:对于某些操作,例如访问元素或遍历子数组,因为交错数组的内存布局更加紧凑,因此交错数组可以比矩形数组访问的更快,
一如既往,文章中代码存放在 Github.com/niumoo/javaNotes.