Способы определения массива java

Массивы

Содержание

Массивы в Java — это структура данных, которая хранит упорядоченные коллекции фиксированного размера элементов нужного типа. В Java массив используется для хранения коллекции данных, но часто бывает полезно думать о массиве как о совокупности переменных одного типа.

Вместо объявления отдельных переменных, таких как number0, number1, . и number99, Вы объявляете одну переменную массива, например, numbers и используете numbers[0], numbers[1], . и numbers[99], для отображения отдельных переменных.

Данная статья ознакомит Вас как в Java объявить массив переменных, создать и обрабатывать массив с помощью индексированных переменных.

Объявление массива

Чтобы использовать массив в программе, необходимо объявить переменную для ссылки на массив, и Вы должны указать тип массива, который может ссылаться на переменную. Синтаксис для объявления переменной массива:

Примечание: стиль dataType[] arrayRefVar является предпочтительным. Стиль dataType arrayRefVar[] происходит из языка C/C++ и был принят в Java для C/C++-программистов.

Пример

Следующие фрагменты кода примеры использования данного синтаксиса:

Создание массива

В Java создать массив можно с помощью оператора new с помощью следующего синтаксиса:

Вышеуказанное объявление делает две вещи:

• Создает массив, используя new dataType[arraySize];
• Ссылка на недавно созданный массив присваивается переменной arrayRefVar.

Объявление переменной, создание и присвоение переменной ссылки массива могут быть объединены в одном операторе, как показано ниже:

В качестве альтернативы массивы в Java можно создавать следующим образом:

Элементы массива доступны через индекс. Отсчет индексов ведется от 0; то есть они начинают от 0 и до arrayRefVar.length-1.

Пример

Следующий оператор объявляет массив переменных myList, создает массив из 10 элементов типа double и присваивает ссылку myList:

Изображение отображает массив myList. Здесь myList имеет десять значений double и индексы от 0 до 9.

Работа с массивами

При работе с элементами массива, часто используют цикл for или цикл foreach потому, что все элементы имеют одинаковый тип и известный размер.

Пример

Полный пример, показывающий, как создавать, инициализировать и обработать массив:

Получим следующий результат:

Цикл foreach

JDK 1.5 представила новый цикл for, известный как цикл foreach или расширенный цикл for, который позволяет последовательно пройти весь массив без использования индекса переменной.

Пример

Следующий код отображает все элементы в массиве myList:

Получим следующий результат:

Передача массива в метод

Также как можно передать значение примитивного типа в метод, можно также передать массив в метод. Например, следующий метод отображает элементы в int массиве:

Его можно вызвать путем передачи массива. Например, следующий оператор вызывает метод printArray для отображения 3, 1, 2, 6, 4 и 2:

Возврат массива из метода

Метод может также возвращать массив. Например, метод, показанный ниже, возвращает массив, который является реверсирование другого массива:

Методы для массива

Класс java.util.Arrays содержит различные статические методы для поиска, сортировки, сравнения и заполнения элементов массива. Методы перегружаются для всех примитивных типов.

№	Описание
1	public static int binarySearch(Object[] a, Object key) Ищет заданный массив объектов (byte, int, double, и т.д.) для указанного значения, используя алгоритм двоичного поиска. Массив должен быть отсортирован до выполнения этого вызова. Это возвращает индекс ключа поиска, если он содержится в списке; в противном случае (-(точка вставки + 1).
2	public static boolean equals(long[] a, long[] a2) Возвращает значение true, если два указанных массивах равны друг другу. Два массива считаются равными, если оба массива содержат одинаковое количество элементов, и все соответствующие пары элементов в двух массивах равны. Такой же метод может быть использован всеми другими примитивными типами данных (byte, short, int и т.д.).
3	public static void fill(int[] a, int val) Присваивает определенное значение int к каждому элементу указанного целочисленного массива. Такой же метод может быть использован всеми другими примитивными типами данных (byte, short, int и т.д.).
4	public static void sort(Object[] a) Этот метод сортировки сортирует указанный массив объектов в порядке возрастания, в соответствии с естественным порядком его элементов. Такой же метод может быть использован всеми другими примитивными типами данных (byte, short, int и т.д.).

Пример 1: создание, объявление переменных, определение (выделение памяти) и инициализация массива

В качестве примера возьмем тип данных int. Вы же можете использовать любой другой тип данных.

Пример 2: длина массива

Узнать размер массива в Java можно с помощью метода length(). Данный метод позволяет определить размерность массива.

Получим следующий результат:

Пример 3: максимальный элемент массива

Простые способы для того, чтобы найти максимальное число в массиве в Java. Сперва воспользуемся методом Math.max().

Получим следующий результат:

Ещё один пример нахождения максимального числа в массиве в Java. Здесь мы не будем использовать какие-либо методы.

Получим следующий результат:

Пример 4: минимальный элемент массива

Написанный ниже код практически ничем не отличается от кода, описанного в примере 3. Он в точности наоборот, просто здесь мы ищем минимальное число в массиве в Java. В первом способе воспользуемся методом Math.min().

Получим следующий результат:

Ещё один пример нахождения максимального числа в массиве в Java. Здесь мы не будем использовать какие-либо методы.

Получим следующий результат:

Пример 5: сумма массива

В этом примере рассмотрим как получить сумму элементов массива в Java.

Получим следующий результат:

А в этом примере используем улучшенный цикл for, чтобы найти сумму массива.

Получим следующий результат:

Пример 6: вывод массива

В данном примере рассмотрим как вывести массив на экран в Java.

Получим следующий результат:

Пример 7: вывод четных и нечетных элементов массива

В примере показано как вывести четные и нечетных элементы массива в Java.

Получим следующий результат:

Пример 8: вывод элементов массива с четным и нечетным индексом

В примере показано как вывести на экран элементы массива с четным и нечетным индексом.

Получим следующий результат:

Источник

Массив

В любом языке программирования используются массивы, удобные для работы с большим количеством однотипных данных. Если вам нужно обработать сотни переменных, то вызывать каждую по отдельности становится муторным занятием. В таких случаях проще применить массив. Для наглядности представьте себе собранные в один ряд пустые коробки. В каждую коробочку можно положить что-то одного типа, например, котов. Теперь, даже не зная их по именам, вы можете выполнить команду Накормить кота из 3 коробки. Сравните с командой Накормить Рыжика. Чувствуете разницу? Вам не обязательно знать котов по именам, но вы всё равно сможете справиться с заданием. Завтра в этих коробках могут оказаться другие коты, но это не составит для вас проблемы, главное знать номер коробки, который называется индексом.

Еще раз повторим теорию. Массивом называется именованное множество переменных одного типа. Каждая переменная в данном массиве называется элементом массива. Чтобы сослаться на определённый элемент в массиве нужно знать имя массива в соединении с целым значением, называемым индексом. Индекс указывает на позицию конкретного элемента относительно начала массива. Обратите внимание, что первый элемент будет иметь индекс 0, второй имеет индекс 1, третий — индекс 2 и так далее. Данное решение было навязано математиками, которым было удобно начинать отсчёт массивов с нуля.

Объявление массива

Переменную массива можно объявить с помощью квадратных скобок:

Возможна и альтернативная запись:

Здесь квадратные скобки появляются после имени переменной. В разных языках программирования используются разные способы, и Java позволяет вам использовать тот вариант, к которому вы привыкли. Но большинство предпочитает первый вариант. Сами квадратные скобки своим видом напоминают коробки, поэтому вам будет просто запомнить.

Мы пока только объявили массив, но на самом деле его ещё не существует, так как не заполнен данными. Фактически значение массива равно null.

Определение массива

После объявления переменной массива, можно определить сам массив с помощью ключевого слова new с указанием типа и размера. Например, массив должен состоять из 10 целых чисел:

Можно одновременно объявить переменную и определить массив (в основном так и делают):

Если массив создаётся таким образом, то всем элементам массива автоматически присваиваются значения по умолчанию. Например, для числовых значений начальное значение будет 0. Для массива типа boolean начальное значение будет равно false, для массива типа char — ‘\u0000’, для массива типа класса (объекты) — null.

Последнее правило может запутать начинающего программиста, который забудет, что строка типа String является объектом. Если вы объявите массив из десяти символьных строк следующим образом:

То у вас появятся строки со значением null, а не пустые строки, как вы могли бы подумать. Если же вам действительно нужно создать десять пустых строк, то используйте, например, такой код:

Доступ к элементам массива

Обращение к элементу массива происходит по имени массива, за которым следует значение индекса элемента, заключённого в квадратные скобки. Например, на первый элемент нашего массива cats можно ссылаться как на cats[0], на пятый элемент как cats[4].

В качестве индекса можно использовать числа или выражения, которые создают положительное значение типа int. Поэтому при вычислении выражения с типом long, следует преобразовать результат в int, иначе получите ошибку. С типами short и byte проблем не будет, так как они полностью укладываются в диапазон int.

Инициализация массива

Не всегда нужно иметь значения по умолчанию. вы можете инициализировать массив собственными значениями, когда он объявляется, и определить количество элементов. Вслед за объявлением переменной массива добавьте знак равенства, за которым следует список значений элементов, помещенный в фигурные скобки. В этом случае ключевое слово new не используется:

Можно смешать два способа. Например, если требуется задать явно значения только для некоторых элементов массива, а остальные должные иметь значения по умолчанию.

Массивы часто используют в циклах. Допустим, 5 котов отчитались перед вами о количестве пойманных мышек. Как узнать среднее арифметическое значение:

Массив содержит специальное поле length, которое можно прочитать (но не изменить). Оно позволяет получить количество элементов в массиве. Данное свойство удобно тем, что вы не ошибётесь с размером массива. Последний элемент массива всегда mice[mice.length — 1]. Предыдущий пример можно переписать так:

Теперь длина массива вычисляется автоматически, и если вы создадите новый массив из шести котов, то в цикле ничего менять не придётся.

Если вам нужно изменять длину, то вместо массива следует использовать списочный массив ArrayList. Сами массивы неизменяемы.

Будьте осторожны с копированием массивов. Массив — это не числа, а специальный объект, который по особому хранится в памяти. Чтобы не загромождать вас умными словами, лучше покажу на примере.

Допустим, у нас есть одна переменная, затем мы создали вторую переменную и присвоили ей значение первой переменной. А затем проверим их.

Получим ожидаемый результат.

Попробуем сделать подобное с массивом.

Мы скопировали первый массив в другую переменную и в ней поменяли третий элемент. А когда стали проверять значения у обоих массивов, то оказалось, что у первого массива тоже поменялось значение. Но мы же его не трогали! Магия. На самом деле нет, просто массив остался прежним и вторая переменная обращается к нему же, а не создаёт вторую копию. Помните об этом.

Если же вам реально нужна копия массива, то используйте метод Arrays.copyOf()

Если ваша программа выйдет за пределы индекса массива, то программа остановится с ошибкой времени исполнения ArrayOutOfBoundsException. Это очень частая ошибка у программистов, проверяйте свой код.

Практика

Хватит болтать. Давайте будем проверять все вышесказанное.

Напишем такой код:

Запустите приложение и убедитесь, что четвёртому элементу массива cats[3] присвоено значение 0. Проверьте таким образом все элементы массива. Далее присвойте шестому элементу значение 7 и проверьте снова результат.

Однако вернёмся к нашей картинке. У всех котов есть имена. Создадим массив из восьми строковых элементов и обратимся к одному из них:

Снова запускайте приложения и меняйте в последней строчке число, чтобы убедиться, что все работает.

Перебор значений массива

Массивы часто используются для перебора всех значений. Стандартный способ через цикл for

Также есть укороченный вариант записи

Нужно только помнить, что в этом случае мы не имеем доступа к индексу массива, что не всегда подходит для задач. Поэтому используется только для обычного перебора элементов.

Многомерные массивы

Для создания многомерных массивов используются дополнительные скобки:

Также массив может создаваться ключевым словом new:

Двумерный массив

Двумерный массив — это массив одномерных массивов. Если вам нужен двумерный массив, то используйте пару квадратных скобок:

Представляйте двумерный массив как таблицу, где первые скобки отвечают за ряды, а вторые — за колонки таблицы. Тогда пример выше представляет собой таблицу из четырёх рядов и трёх колонок.

1	Васька	121987102
2	Рыжик	2819876107
3	Барсик	412345678
4	Мурзик	587654321

Для двумерных массивов часто используются два цикла for, чтобы заполнить элементы данными слева направо и сверху вниз. Напишем такой код:

В данном примере мы сначала заполнили двухмерный массив данными, а затем снова прошлись по этому массиву для считывания данных.

Логическое представление данного двухмерного массива будет выглядеть следующим образом:

[0, 0]	[0, 1]	[0, 2]	[0, 3]
[1, 0]	[1, 1]	[1, 2]	[1, 3]
[2, 0]	[2, 1]	[2, 2]	[2, 3]

Первое число в скобках обозначают ряд (строку), а второе число — столбец. Принято считать, что в массиве new int[M][N] первый размер означает количество строк, а второй — количество столбцов.

На экране после запуска примера мы увидим следующее:

При резервировании памяти под многомерный массив необходимо указать память только для первого измерения. Для остальных измерений память можно выделить отдельно.

В данном примере особого смысла в этом нет.

Еще одна интересная особенность при создании массива связана с запятой. Посмотрите на пример.

Вроде в конце используется лишняя запятая, но её наличие не приведёт к ошибке (только одна запятая). Это бывает удобно, когда надо скопировать или вставить кусок массива в коде. Кстати, метод deepToString() класса Arrays очень удобен для вывода двухмерных массивов.

Чтобы совсем сбить вас с толку, приведу ещё один правильный пример.

Я уже упоминал, что квадратные скобки можно использовать двумя способами. Сначала мы поставили скобки у типа переменной, а потом у имени переменной. При этом мы использовали в качестве имени имя класса Integer. Однако, Java догадывается, что на этот раз используется не класс, а имя и разрешает такой синтаксис. Но лучше так не выпендриваться.

Размер имеет значение

Размер двумерного массива измеряется интересным способом. Длина массива определяется по его первой размерности, то есть вычисляется количество рядов.

А если мы хотим узнать количество столбцов в ряду? Тогда указываете ряд, а затем вычисляете у него количество столбцов.

Не забывайте, что в массивах ряды могут содержать разное количество столбцов.

Сложить два массива

Предположим, у вас есть два массива, и вам нужно их соединить и получить общий массив.

Вместо типа double вы можете использовать другие типы. Вот например, пример сложения двух строковых массивов:

Взять часть массива

Аналогично, если вам нужно взять только часть из большого массива, то воспользуйтесь методом:

Здесь вы также можете использовать другие типы вместо double. Вот пример использования:

Перемешать элементы массива

Бывает необходимость перемешать элементы массива в случайном порядке. В интернете нашёл готовый метод по алгоритму Fisher–Yates (прим.: Fisher — это рыбак, который ловит рыбу, например, кот)

Подводим итоги

Помните, что размер массива фиксируется и не может меняться на протяжении его жизненного цикла. Если вам нужно изменять, то используйте ArrayList, который способен автоматически выделять дополнительное пространство, выделяя новый блок памяти и перемещая в него ссылки из старого.

При выходе за границу массива происходит исключение RuntimeException, свидетельствующее об ошибке программиста.

Метод arraycopy() — Копирование массива

Стандартная библиотека Java содержит статический метод System.arraycopy(), который копирует массивы значительнее быстрее, чем при ручном копировании в цикле for.

В аргументах arraycopy() передаётся исходный массив, начальная позиция копирования в исходном массиве, приёмный массив, начальная позиция копирования в приёмном массиве и количество копируемых элементов. Любое нарушение границ массива приведёт к исключению.

Разработчик Avi Yehuda написал программу, которая вычисляет время на копирование с помощью цикла for и с помощью метода arraycopy() на примере с миллионом элементов. Ручное копирование у него заняло 182 мс, с помощью метода arraycopy() — 12 мс. Разница колоссальна.

Поиск элементов строкового массива по начальным символам

Допустим, у нас есть строковый массив и нам нужно по первым символам найти все слова, которые входят в данный массив.

Вернёт списочный массив из двух элементов: Мурзик и Мурка.

Класс Arrays

Класс java.util.Arrays предназначен для работы с массивами. Он содержит удобные методы для работы с целыми массивами:

• copyOf() − предназначен для копирования массива
• copyOfRange() − копирует часть массива
• toString() − позволяет получить все элементы в виде одной строки
• sort() — сортирует массив методом quick sort
• binarySearch() − ищет элемент методом бинарного поиска
• fill() − заполняет массив переданным значением (удобно использовать, если нам необходимо значение по умолчанию для массива)
• equals() − проверяет на идентичность массивы
• deepEquals() − проверяет на идентичность массивы массивов
• asList() − возвращает массив как коллекцию

Сортировка массива

Сортировка (упорядочение по значениям) массива a производится методами Arrays.sort(a) и Arrays.sort(a, index1, index2). Первый метод упорядочивает в порядке возрастания весь массив, второй — часть элементов (от индекса index1 до индекса index2). Имеются и более сложные методы сортировки. Элементы массива должны быть сравниваемы (поддерживать операцию сравнения).

Простой пример

Сортировка массива для ArrayAdapter

Массивы часто используются в адаптерах для заполнения данными компоненты Spinner, ListView и т.п.

Предположим, у вас есть массив строк и его нужно отсортировать перед отдачей массива адаптеру ArrayAdapter. Это позволит вывести строки в упорядоченном виде, например, в ListView:

У метода sort() есть перегруженные версии, где можно указать диапазон массива, в пределах которого следует произвести сортировку.

Копирование массивов

Метод Arrays.copyOf(оригинальный_массив, новая_длина) — возвращает массив-копию новой длины. Если новая длина меньше оригинальной, то массив усекается до этой длины, а если больше, то дополняется нулями.

Теперь первый массив останется без изменений, а со вторым массивом делайте что хотите. Смотрим на результат.

Можно создать увеличенную копию, когда копируются все значения из маленького массива, а оставшиеся места заполняются начальными значениями, например, нулями.

Метод Arrays.copyOfRange(оригинальный_массив, начальный_индекс, конечный_индекс) — также возвращает массив-копию новой длины, при этом копируется часть оригинального массива от начального индекса до конечного –1.

Метод Arrays.toString()

Если использовать вызов метода toString() непосредственно у массива, то получите что-то непонятное и нечитаемое.

Метод Arrays.toString(массив) возвращает строковое представление массива со строковым представлением элементов, заключённых в квадратные скобки. В примерах выше мы уже вызывали данный метод.

Метод deepToString() удобен для вывода многомерных массивов. Этот метод мы также уже использовали выше.

Метод Arrays.fill() — наполнение массива одинаковыми данными

Метод Arrays.fill() позволяет быстро заполнить массив одинаковыми значениями. У метода есть восемнадцать перегруженных версий для разных типов и объектов.

Метод fill() просто дублирует одно заданное значение в каждом элементе массива (в случае объектов копирует одну ссылку в каждый элемент):

Запустив код, вы увидите, что на экране по очереди выводятся значения:

Можно заполнить данными в нужном интервале за два прохода:

Сначала массив заполнится мяуканьем кота 4 раза, а потом на третью позицию попадает слово Гав!:

Как видите, метод заполняет весь массив, либо диапазон его элементов. Но получаемые одинаковые данные не слишком интересны для опытов, но пригодятся для быстрых экспериментов.

Метод equals() — сравнение массивов

Класс Arrays содержит метод equals() для проверки на равенство целых массивов. Чтобы два массива считались равными, они должны содержать одинаковое количество элементов, и каждый элемент должен быть эквивалентен соответствующему элементу другого массива.

Напишем код в своей учебной программе.

Мы создали два массива и заполнили их одинаковыми числами. При сравнении мы получим true. Добавим в код строчку кода, которая заменит один элемент во втором массиве:

Теперь при сравнении будет выдаваться false.

Задачи

Решите задачи. Ответы доступны зарегистрированным пользователям.

Имеется массив из четырёх чисел int[] numbers = <3, 9, 11, 15>;. Поменяйте местами первый и второй элемент массива. (Ответ)

Создайте массив из всех чётных чисел от 2 до 30 и выведите элементы массива на экран.

Создайте массив из всех нечётных чисел от 1 до 99, выведите его на экран в строку, а затем этот же массив выведите на экран тоже в строку, но в обратном порядке (99 97 95 93 … 7 5 3 1).

Создайте массив из 20-ти первых чисел Фибоначчи и выведите его на экран. Напоминаем, что первый и второй члены последовательности равны единицам, а каждый следующий — сумме двух предыдущих.

Найти максимальное значение из массива

Задача: Имеется статистика, сколько мышей поймал кот Барсик за год по месяцам в виде массива:

Написать метод getMax(), который вычисляет максимальное значение из массива. Ну и метод getMin() для нахождения минимального значения.

Найти три наибольших числа из массива

Похожая задача — найти три наибольших числа из массива mice (предыдущая задача).

Перестановка элементов массива в обратном порядке

Задача: Имеется массив, нужно переставить элементы массива в обратном порядке.

Поместить нули в конец массива

Дан массив с числами 5, 4, 3, 0, 6, 0, 0, 5, 6, 0, 25, 0, 8, 7, 3, 0, 1, 1, 0, 6, 4. Переместить все нули в конец массива.

Поместить нули в начало массива

Дан массив с числами 5, 4, 3, 0, 6, 0, 0, 5, 6, 0, 25, 0, 8, 7, 3, 0, 1, 1, 0, 6, 4. Переместить все нули в начало массива.

Найти индекс числа из массива

Есть массив, нужно определить индекс числа, который входит в этот массив.

Источник