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章节：变量

数组

一个数组是一个容器对象，它可以容纳固定数量的同一类型的值。数组的长度在创建数组时确定，并且创建后其长度是固定的。你已经在"Hello World!"应用程序的main方法中看到了数组的示例。本节将更详细地讨论数组。

一个包含10个元素的数组。

数组中的每个项目称为一个元素，每个元素通过其数字索引进行访问。如前面的示例所示，编号从0开始。例如，第9个元素将在索引8处访问。

下面的程序ArrayDemo创建一个整数数组，将一些值放入数组中，并将每个值打印到标准输出。

class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明一个整数数组
        int[] anArray;

        // 为10个整数分配内存空间
        anArray = new int[10];
           
        // 初始化第一个元素
        anArray[0] = 100;
        // 初始化第二个元素
        anArray[1] = 200;
        // 以此类推
        anArray[2] = 300;
        anArray[3] = 400;
        anArray[4] = 500;
        anArray[5] = 600;
        anArray[6] = 700;
        anArray[7] = 800;
        anArray[8] = 900;
        anArray[9] = 1000;

        System.out.println("索引为0的元素："
                           + anArray[0]);
        System.out.println("索引为1的元素："
                           + anArray[1]);
        System.out.println("索引为2的元素："
                           + anArray[2]);
        System.out.println("索引为3的元素："
                           + anArray[3]);
        System.out.println("索引为4的元素："
                           + anArray[4]);
        System.out.println("索引为5的元素："
                           + anArray[5]);
        System.out.println("索引为6的元素："
                           + anArray[6]);
        System.out.println("索引为7的元素："
                           + anArray[7]);
        System.out.println("索引为8的元素："
                           + anArray[8]);
        System.out.println("索引为9的元素："
                           + anArray[9]);
    }
}

该程序的输出结果为：

索引为0的元素：100
索引为1的元素：200
索引为2的元素：300
索引为3的元素：400
索引为4的元素：500
索引为5的元素：600
索引为6的元素：700
索引为7的元素：800
索引为8的元素：900
索引为9的元素：1000

在实际的编程情况下，你可能会使用其中一个支持的循环结构来遍历数组的每个元素，而不是像前面的例子中那样逐行编写。然而，该例子清楚地说明了数组的语法。你将在控制流部分学习各种循环结构（for、while和do-while）。

声明变量以引用数组

前面的程序使用以下代码行声明了一个数组（名为anArray）：

// 声明一个整数数组
int[] anArray;

与其他类型的变量声明类似，数组声明有两个组成部分：数组的类型和数组的名称。数组的类型写作type[]，其中type是包含元素的数据类型；方括号是特殊符号，表示该变量持有一个数组。数组的大小不是其类型的一部分（这就是为什么方括号为空的原因）。数组的名称可以是任何你想要的，只要它遵循之前在命名部分中讨论的规则和约定即可。与其他类型的变量一样，声明并不实际创建数组；它只是告诉编译器该变量将持有指定类型的数组。

同样，你可以声明其他类型的数组：

byte[] anArrayOfBytes;
short[] anArrayOfShorts;
long[] anArrayOfLongs;
float[] anArrayOfFloats;
double[] anArrayOfDoubles;
boolean[] anArrayOfBooleans;
char[] anArrayOfChars;
String[] anArrayOfStrings;

你也可以将方括号放在数组的名称后面：

// 不推荐使用这种形式
float anArrayOfFloats[];

然而，惯例不鼓励使用这种形式；方括号用于标识数组类型，并应与类型标识一起出现。

创建、初始化和访问数组

创建数组的一种方法是使用new操作符。在ArrayDemo程序中的下一条语句中，分配了足够的内存以存储10个整数元素，并将该数组赋给anArray变量。

// 创建一个整数数组
anArray = new int[10];

如果缺少此语句，则编译器会打印以下错误，并且编译失败：

ArrayDemo.java:4: Variable anArray may not have been initialized.

下面几行代码为数组的每个元素赋值：

anArray[0] = 100; // 初始化第一个元素
anArray[1] = 200; // 初始化第二个元素
anArray[2] = 300; // 依此类推

通过其数字索引访问每个数组元素：

System.out.println("索引为0的元素1：" + anArray[0]);
System.out.println("索引为1的元素2：" + anArray[1]);
System.out.println("索引为2的元素3：" + anArray[2]);

或者，您可以使用简化的语法来创建和初始化数组：

int[] anArray = { 
    100, 200, 300,
    400, 500, 600, 
    700, 800, 900, 1000
};

在这里，数组的长度由花括号之间以逗号分隔的值的数量确定。

您还可以通过使用两个或更多组括号声明数组的数组（也称为多维数组），例如String[][] names。因此，每个元素必须通过相应数量的索引值进行访问。

在Java编程语言中，多维数组是其组件本身就是数组的数组。这与C或Fortran中的数组不同。由此产生的一个结果是，行的长度允许变化，如下面的MultiDimArrayDemo程序所示：

class MultiDimArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String[][] names = {
            {"先生", "夫人", "女士"},
            {"史密斯", "琼斯"}
        };
        // 先生史密斯
        System.out.println(names[0][0] + names[1][0]);
        // 女士琼斯
        System.out.println(names[0][2] + names[1][1]);
    }
}

该程序的输出结果是：

先生史密斯
女士琼斯

最后，您可以使用内置的length属性来确定任何数组的大小。以下代码将数组的大小打印到标准输出：

 System.out.println(anArray.length);

复制数组

System类具有一个arraycopy方法，您可以使用它来高效地将数据从一个数组复制到另一个数组：

public static void arraycopy(Object src, int srcPos,
                             Object dest, int destPos, int length)

这两个Object参数指定要从中复制的数组和要复制到的数组。这三个int参数指定源数组中的起始位置、目标数组中的起始位置以及要复制的数组元素数量。

下面的程序ArrayCopyDemo声明了一个String元素的数组。它使用System.arraycopy方法将数组的一部分连续元素复制到第二个数组中：

 
class ArrayCopyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String[] copyFrom = {
            "Affogato", "Americano", "Cappuccino", "Corretto", "Cortado",   
            "Doppio", "Espresso", "Frappucino", "Freddo", "Lungo", "Macchiato",      
            "Marocchino", "Ristretto" };
        
        String[] copyTo = new String[7];
        System.arraycopy(copyFrom, 2, copyTo, 0, 7);
        for (String coffee : copyTo) {
            System.out.print(coffee + " ");           
        }
    }
}

这个程序的输出是:

Cappuccino Corretto Cortado Doppio Espresso Frappucino Freddo

数组操作

数组是编程中使用的一个强大且有用的概念。Java SE提供了一些常用的与数组相关的操作方法。例如，ArrayCopyDemo示例使用了System类的arraycopy方法，而不是手动遍历源数组的每个元素并将其放入目标数组中。这个操作在幕后执行，使得开发人员只需要一行代码就可以调用该方法。

为了方便起见，Java SE在java.util.Arrays类中提供了几个执行数组操作的方法（例如复制、排序和搜索数组的常见任务）。例如，前面的示例可以修改为使用java.util.Arrays类的copyOfRange方法，如在ArrayCopyOfDemo示例中所示。不同之处在于，使用copyOfRange方法在调用该方法之前不需要创建目标数组，因为目标数组是方法返回的：

class ArrayCopyOfDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String[] copyFrom = {
            "Affogato", "Americano", "Cappuccino", "Corretto", "Cortado",   
            "Doppio", "Espresso", "Frappucino", "Freddo", "Lungo", "Macchiato",      
            "Marocchino", "Ristretto" };
        
        String[] copyTo = java.util.Arrays.copyOfRange(copyFrom, 2, 9);        
        for (String coffee : copyTo) {
            System.out.print(coffee + " ");           
        }            
    }
}

如你所见，这个程序的输出是相同的，尽管代码行数更少。请注意，copyOfRange方法的第二个参数是要复制的范围的起始索引（包括），而第三个参数是要复制的范围的最终索引（不包括）。在这个示例中，要复制的范围不包括索引为9的数组元素（它包含字符串Lungo）。

java.util.Arrays

在数组中搜索特定值以获取其所在位置的索引（binarySearch方法）。
比较两个数组以确定它们是否相等（equals方法）。
填充数组，使每个索引处都放置特定值（fill方法）。
将数组按升序排序。可以使用sort方法顺序排序，也可以使用Java SE 8中引入的parallelSort方法并发排序。在多处理器系统上，并发排序大型数组比顺序排序更快。
创建一个以数组为源的流（stream方法）。例如，以下语句以与之前示例相同的方式打印copyTo数组的内容：
```
java.util.Arrays.stream(copyTo).map(coffee -> coffee + " ").forEach(System.out::print);  
```
有关流的更多信息，请参见聚合操作。
将数组转换为字符串。 toString方法将数组的每个元素转换为字符串，用逗号分隔，然后用方括号括起来。例如，以下语句将copyTo数组转换为字符串并打印出来：
```
System.out.println(java.util.Arrays.toString(copyTo)); 
```
此语句打印如下内容：
```
[Cappuccino, Corretto, Cortado, Doppio, Espresso, Frappucino, Freddo] 
```