Java中二维数组的表示方法
在Java编程中,二维数组是一种常用的数据结构，用于存储表格形式的数据，例如矩阵、棋盘或电子表格等，与一维数组不同，二维数组可以看作是“数组的数组”，即每个元素本身也是一个数组，本文将详细介绍Java中二维数组的声明、初始化、访问、遍历及常见操作，帮助读者全面理解其表示方法。
二维数组的声明
在Java中,声明二维数组需要指定数组的类型和维度，基本语法如下：
数据类型[][] 数组名;
声明一个整型二维数组matrix：
int[][] matrix;
也可以使用以下等价形式：
int matrix[][];
但推荐使用第一种形式,因为它更清晰地表明matrix是一个二维数组（即数组的数组）。
二维数组的初始化
二维数组的初始化分为静态初始化和动态初始化两种方式。
静态初始化
静态初始化时,直接为数组的每个元素赋值，语法如下：
数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[][]{
{元素1, 元素2, ...},
{元素3, 元素4, ...},
...
};
初始化一个3x3的整型矩阵：
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
matrix是一个3行3列的二维数组，matrix[0][0]的值为1，matrix[1][2]的值为6，依此类推。
动态初始化
动态初始化时,先指定数组的行数和列数，再通过索引赋值，语法如下：
数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[行数][列数];
创建一个2x4的浮点型二维数组：
double[][] table = new double[2][4];
table有2行4列，所有元素默认初始化为0.0，如果需要为特定元素赋值，可以通过索引实现：
table[0][0] = 1.1; table[1][3] = 2.2;
二维数组的访问与遍历
访问元素
通过行索引和列索引可以访问二维数组的特定元素。
int value = matrix[1][1]; // 获取matrix第2行第2列的元素，值为5
注意：索引从0开始，因此matrix[1][1]对应的是第二行第二列。
遍历二维数组
遍历二维数组通常使用嵌套的for循环，外层循环遍历行，内层循环遍历列。
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
System.out.print(matrix[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
输出结果为：
1 2 3
4 5 6
7 8 9 也可以使用增强型for循环（foreach）遍历：
for (int[] row : matrix) {
for (int element : row) {
System.out.print(element + " ");
}
System.out.println();
}
二维数组的长度与维度
二维数组的长度可以通过length属性获取，但需要注意区分行数和列数：
数组名.length：返回二维数组的行数。数组名[i].length：返回第i行的列数（即该行的数组长度）。
System.out.println("行数: " + matrix.length); // 输出3
System.out.println("第1行的列数: " + matrix[0].length); // 输出3
如果二维数组的每行长度不同（即不规则二维数组），则需要单独处理每行的列数。
int[][] irregularArray = {
{1, 2},
{3, 4, 5},
{6}
};
for (int i = 0; i < irregularArray.length; i++) {
System.out.println("第" + i + "行的列数: " + irregularArray[i].length);
}
输出结果为：
第0行的列数: 2
第1行的列数: 3
第2行的列数: 1 二维数组的常见操作
创建不规则二维数组
不规则二维数组是指每行的列数不同的二维数组。
int[][] jaggedArray = new int[3][]; jaggedArray[0] = new int[2]; // 第1行有2个元素 jaggedArray[1] = new int[3]; // 第2行有3个元素 jaggedArray[2] = new int[1]; // 第3行有1个元素
二维数组的复制
可以使用System.arraycopy()或Arrays.copyOf()方法复制二维数组。
int[][] original = {{1, 2}, {3, 4}};
int[][] copy = new int[original.length][];
for (int i = 0; i < original.length; i++) {
copy[i] = Arrays.copyOf(original[i], original[i].length);
}
二维数组作为方法参数
可以将二维数组作为参数传递给方法。
public static void printArray(int[][] arr) {
for (int[] row : arr) {
for (int element : row) {
System.out.print(element + " ");
}
System.out.println();
}
}
// 调用方法
printArray(matrix);
二维数组的内存模型
理解二维数组的内存模型有助于更好地掌握其使用,在Java中，二维数组实际上是数组的数组：
- 外层数组存储的是内层数组的引用。
- 内层数组可以是连续的内存空间,也可以是不连续的（对于不规则数组）。
对于int[][] matrix = {{1, 2}, {3, 4}};，内存中的结构如下：
matrix[0] -> [1, 2]
matrix[1] -> [3, 4] 二维数组的注意事项
-
索引越界：访问不存在的行或列会抛出
ArrayIndexOutOfBoundsException。int value = matrix[3][0]; // 抛出异常，因为matrix只有3行（索引0-2）
-
空指针异常：如果二维数组未初始化或某行未分配内存，访问时会抛出
NullPointerException。int[][] emptyArray = new int[2][]; int value = emptyArray[0][0]; // 抛出异常，emptyArray[0]未初始化
-
性能考虑：对于大型二维数组，频繁的内存分配和访问可能影响性能，建议合理设计数据结构。
Java中的二维数组是一种灵活且强大的数据结构,适用于表示多维数据，通过声明、初始化、访问和遍历等操作，可以高效地处理表格形式的数据，需要注意的是，二维数组的内存模型和索引规则，以避免常见的错误，掌握二维数组的使用，将为后续学习更复杂的数据结构和算法打下坚实基础。