第九天：Java基础语法 - 数组
今天我们将深入学习 Java 中的数组。数组是编程中非常重要的一个概念，它让你能够存储多个数据，并通过索引来访问这些数据。数组在数据处理、算法和程序优化中发挥着至关重要的作用。了解数组的基本概念、如何使用它，并掌握不同类型的数组操作将为你奠定良好的编程基础。
内容概览
- 什么是数组？
- 数组的声明与初始化
- 数组的基本操作
- 多维数组
- 数组常见问题及解决方法
- 通用写法模板
1. 什么是数组？
在 Java 中，数组是一种容器类型的数据结构，用来存储多个相同类型的元素。与变量不同的是，数组可以存储多个值。每个值都被分配一个索引，可以通过该索引来访问数组中的元素。
数组的类型在声明时是固定的，数组的元素必须是相同的数据类型。
2. 数组的声明与初始化
2.1 声明数组
数组的声明方式如下：
dataType[] arrayName;
dataType表示数组中元素的类型。arrayName是数组的名称。
2.2 初始化数组
数组可以通过两种方式进行初始化：静态初始化和动态初始化。
静态初始化
静态初始化是指在声明数组时直接赋值。
dataType[] arrayName = {value1, value2, value3, ...};
实例 1：初始化一个包含 5 个整数的数组
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
动态初始化
动态初始化是在声明数组时不指定具体的元素值，而是指定数组的长度，然后用默认值（对于整型为 0，对于布尔型为 false，对于引用类型为 null）来填充数组。
模板：
dataType[] arrayName = new dataType[length];
实例 2：声明一个长度为 5 的整型数组
int[] numbers = new int[5];
此时，numbers 数组中包含 5 个元素，每个元素的初始值为 0。
3. 数组的基本操作
数组初始化后，你可以执行许多基本的操作，如访问元素、修改元素、计算数组的长度等。
3.1 访问数组元素
数组的元素通过索引来访问，索引从 0 开始。
模板：
arrayName[index] // 访问数组元素
实例 3：访问并打印数组中的第一个元素
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(numbers[0]); // 输出 1
3.2 修改数组元素
数组的元素可以被修改，直接通过索引进行赋值。
模板：
arrayName[index] = newValue; // 修改数组元素
实例 4：修改数组中第二个元素的值
numbers[1] = 10; // 将第二个元素值改为 10
System.out.println(numbers[1]); // 输出 10
3.3 获取数组长度
Java 中的数组有一个 length 属性，用来获取数组的长度（即数组中元素的数量）。
模板：
arrayName.length // 获取数组长度
实例 5：获取并打印数组的长度
int length = numbers.length;
System.out.println("数组的长度是：" + length); // 输出 数组的长度是：5
4. 多维数组
在 Java 中，你不仅可以创建一维数组，还可以创建多维数组。多维数组是数组的数组，常见的有二维数组。
4.1 声明和初始化二维数组
二维数组可以看作是一个矩阵，它有行和列。
模板：
dataType[][] arrayName = new dataType[rows][columns];
实例 6：声明一个 2 行 3 列的二维数组
int[][] matrix = new int[2][3];
matrix[0][0] = 1;
matrix[0][1] = 2;
matrix[0][2] = 3;
matrix[1][0] = 4;
matrix[1][1] = 5;
matrix[1][2] = 6;
for (int i = 0; i < 2; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
System.out.print(matrix[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
输出：
1 2 3
4 5 6
4.2 动态初始化二维数组
你也可以使用动态初始化来初始化二维数组：
int[][] matrix = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
实例 7：通过动态初始化创建二维数组
int[][] matrix = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
System.out.println(matrix[0][1]); // 输出 2
5. 数组常见问题及解决方法
5.1 数组越界问题
在 Java 中，如果你访问数组中不存在的索引位置，会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常。你应该始终确保访问的索引在数组的有效范围内。
解决方法：
始终确保访问的索引在 0 到 array.length - 1 之间。
实例 8：数组越界错误
int[] numbers = {1, 2, 3};
System.out.println(numbers[5]); // 这是一个越界错误
5.2 数组中元素类型不匹配
在 Java 中，数组的所有元素必须是相同类型。如果你尝试将不同类型的数据存入数组，会导致编译错误。
解决方法：
确保数组中的元素类型一致。
实例 9：类型不匹配错误
Object[] objects = {1, "hello", 3.14}; // 不同类型的数据存入数组
System.out.println(objects[1]); // 输出 "hello"
6. 总结
今天我们学习了 Java 数组的基本概念、声明和初始化方法，以及数组的常见操作。我们还介绍了如何使用多维数组和一些常见的数组问题及其解决方法。掌握了这些基础知识后，你可以在实际项目中灵活地应用数组，存储和处理多个数据。
在学习数组的过程中，最重要的是理解数组的索引机制，并通过不同的方式来创建和操作数组。数组是处理大量数据时不可或缺的工具。
明天的预告：
明天我们将进入面向对象编程的世界，深入学习Java中的方法。方法是 Java 中组织代码、实现功能的基本单位，它让你能够将重复的代码抽象出来，进行模块化管理。继续跟随我们一起学习吧！
通用写法模板回顾：
声明数组
dataType[] arrayName;静态初始化数组
dataType[] arrayName = {value1, value2, value3, ...};动态初始化数组
dataType[] arrayName = new dataType[length];访问数组元素
arrayName[index];修改数组元素
arrayName[index] = newValue;获取数组长度
arrayName.length;多维数组声明
dataType[][] arrayName = new dataType[rows][columns];