Java 数组是一种数据结构，用于存储相同数据类型的多个元素。数组在 Java 中是最基础的数据存储方式之一，提供了快速随机访问的能力，适用于需要存储已知数量、相同类型的元素的场景。

数组的特点

1. 大小固定：数组一旦创建，其大小是固定的，不能动态改变。
2. 数据类型一致：数组只能存储相同类型的元素。
3. 高效的随机访问：通过索引访问数组元素的速度非常快，时间复杂度为 O(1)。
4. 内存连续存储：数组在内存中是连续分配的，因此查询速度快，但在插入和删除时可能会涉及到大量的元素移动。

数组的声明与初始化

在 Java 中，数组需要先声明，然后才能初始化。可以在声明时同时初始化，也可以在之后再初始化。

• 声明数组：

  int[] numbers; // 声明一个存储整数的数组
  String[] names; // 声明一个存储字符串的数组
  

• 初始化数组：

  numbers = new int[5]; // 初始化一个长度为 5 的整数数组
  names = new String[] {"Alice", "Bob", "Charlie"}; // 初始化一个存储字符串的数组
  

• 同时声明并初始化：

  int[] scores = {90, 85, 70, 95, 88};
  

多维数组

Java 支持多维数组，最常见的是二维数组，类似于一个矩阵，可以理解为“数组的数组”。

• 声明与初始化二维数组：

  int[][] matrix = new int[3][4]; // 声明并初始化一个 3 行 4 列的二维数组
  int[][] predefinedMatrix = {
      {1, 2, 3},
      {4, 5, 6},
      {7, 8, 9}
  }; // 声明并初始化一个 3x3 的二维数组
  

数组的遍历

可以使用 for 循环或增强型 for-each 循环来遍历数组中的元素。

• 使用 for 循环：

  for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
      System.out.println("Score: " + scores[i]);
  }
  

• 使用 for-each 循环：

  for (int score : scores) {
      System.out.println("Score: " + score);
  }
  

数组的常见操作

1. 获取数组长度：可以使用 length 属性获取数组的长度。

   int length = scores.length; // 获取 scores 数组的长度
   

2. 复制数组：可以使用 System.arraycopy() 方法来复制数组。

   int[] copiedScores = new int[scores.length];
   System.arraycopy(scores, 0, copiedScores, 0, scores.length);
   

3. 排序数组：可以使用 Arrays.sort() 方法来对数组进行排序。

   Arrays.sort(scores); // 对 scores 数组进行升序排序
   

数组的优缺点

• 优点：

  • 数组的访问速度非常快，时间复杂度为 O(1)。
  • 在内存中连续存储，效率高。

• 缺点：

  • 大小固定，不能动态调整。
  • 在插入和删除元素时，需要移动大量元素，效率低。

应用场景

• 存储固定数量的数据：数组适合用于存储长度已知且不会动态变化的数据集，例如一个班级的学生成绩。
• 多维数据的表示：二维数组常用于表示矩阵、棋盘等结构。