Представьте себе ячейки в камере хранения. Каждая из них имеет свой номер, и в каждой из них хранится какой-то объект “Багаж”. Или винная карта, в которой все виды вина пронумерованы и когда вы делаете заказ, вам достаточно назвать номер напитка. Или список студентов группы, в котором в первой ячейке будет записан студент “Андреев”, а в последней - “Яковлев”. Или список пассажиров самолёта, за каждым из которых закреплено место с определённым номером. В Java чтобы работать с подобными структурами, то есть множеством однородных данных, часто используют массивы.

Что такое массив?

Массив - это структура данных, в которой хранятся элементы одного типа. Его можно представить, как набор пронумерованных ячеек, в каждую из которых можно поместить какие-то данные (один элемент данных в одну ячейку). Доступ к конкретной ячейке осуществляется через её номер. Номер элемента в массиве также называют индексом . В случае с Java массив однороден , то есть во всех его ячейках будут храниться элементы одного типа. Так, массив целых чисел содержит только целые числа (например, типа int), массив строк - только строки, массив из элементов созданного нами класса Dog будет содержать только объекты Dog . То есть в Java мы не можем поместить в первую ячейку массива целое число, во вторую String , а в третью - “собаку”.

Объявление массива

Как объявить массив?

Как и любую переменную, массив в Java нужно объявить. Сделать это можно одним из двух способов. Они равноправны, но первый из них лучше соответствует стилю Java. Второй же - наследие языка Си (многие Си-программисты переходили на Java, и для их удобства был оставлен и альтернативный способ). В таблице приведены оба способа объявления массива в Java: В обоих случаях dataType - тип переменных в массиве. В примерах мы объявили два массива. В одном будут храниться целые числа типа int , в другом - объекты типа Object . Таким образом при объявлении массива у него появляется имя и тип (тип переменных массива). ArrayName - это имя массива.

Создание массива

Как создать массив?

Как и любой другой объект, создать массив Java, то есть зарезервировать под него место в памяти, можно с помощью оператора new . Делается это так: new typeOfArray [ length] ; Где typeOfArray - это тип массива, а length - его длина (то есть, количество ячеек), выраженная в целых числах (int). Однако здесь мы только выделили память под массив, но не связали созданный массив ни с какой объявленной ранее переменной. Обычно массив сначала объявляют, а потом создают, например: int myArray; // объявление массива myArray = new int [ 10 ] ; // создание, то есть, выделение памяти для массива на 10 элементов типа int Здесь мы объявили массив целых чисел по имени myArray , а затем сообщили, что он состоит из 10 ячеек (в каждой из которых будет храниться какое-то целое число). Однако гораздо чаще массив создают сразу после объявления с помощью такого сокращённого синтаксиса: int myArray = new int [ 10 ] ; // объявление и выделение памяти “в одном флаконе” Обратите внимание: После создания массива с помощью new , в его ячейках записаны значения по умолчанию. Для численных типов (как в нашем примере) это будет 0, для boolean - false , для ссылочных типов - null . Таким образом после операции int myArray = new int [ 10 ] ; мы получаем массив из десяти целых чисел, и, пока это не измениться в ходе программы, в каждой ячейке записан 0.

Длина массива в Java

Как мы уже говорили выше, длина массива - это количество элементов, под которое рассчитан массив. Длину массива нельзя изменить после его создания. Обратите внимание: в Java элементы массива нумеруются с нуля. То есть, если у нас есть массив на 10 элементов, то первый элемент массива будет иметь индекс 0, а последний - 9. Получить доступ к длине массива можно с помощью переменной length . Пример: int myArray = new int [ 10 ] ; // создали массив целых чисел на 10 элементов и присвоили ему имя myArray System. out. println (myArray. length) ; // вывели в консоль длину массива, то есть количество элементов, которые мы можем поместить в массив Вывод программы: 10

Инициализация массива и доступ к его элементам

Как создать массив в Java уже понятно. После этой процедуры мы получаем не пустой массив, а массив, заполненный значениями по умолчанию. Например, в случае int это будут 0, а если у нас массив с данными ссылочного типа, то по умолчанию в каждой ячейке записаны null . Получаем доступ к элементу массива (то есть записываем в него значение или выводим его на экран или проделываем с ним какую-либо операцию) мы по его индексу. Инициализация массива - это заполнение его конкретными данными (не по умолчанию). Пример: давайте создадим массив из 4 пор года и заполним его строковыми значениями - названиями этих пор года. String seasons = new String [ 4 ] ; /* объявили и создали массив. Java выделила память под массив из 4 строк, и сейчас в каждой ячейке записано значение null (поскольку строка - ссылочный тип)*/ seasons[ 0 ] = "Winter" ; /* в первую ячейку, то есть, в ячейку с нулевым номером мы записали строку Winter. Тут мы получаем доступ к нулевому элементу массива и записываем туда конкретное значение */ seasons[ 1 ] = "Spring" ; // проделываем ту же процедуру с ячейкой номер 1 (второй) seasons[ 2 ] = "Summer" ; // ...номер 2 seasons[ 3 ] = "Autumn" ; // и с последней, номер 3 Теперь во всех четырёх ячейках нашего массива записаны названия пор года. Инициализацию также можно провести по-другому, совместив с инициализацией и объявлением: String seasons = new String { "Winter" , "Spring" , "Summer" , "Autumn" } ; Более того, оператор new можно опустить: String seasons = { "Winter" , "Spring" , "Summer" , "Autumn" } ;

Как вывести массив в Java на экран?

Вывести элементы массива на экран (то есть, в консоль) можно, например, с помощью цикла for . Ещё один, более короткий способ вывода массива на экран будет рассмотрен в пункте “ . А пока рассмотрим пример с циклическим выводом массива: String seasons = new String { "Winter" , "Spring" , "Summer" , "Autumn" } ; for (int i = 0 ; i < 4 ; i++ ) { System. out. println (seasons[ i] ) ; } В результате программа выведет следующий результат: Winter Spring Summer Autumn

Одномерные и многомерные Java массивы

А что, если мы захотим создать не массив чисел, массив строк или массив каких-то объектов, а массив массивов? Java позволяет это сделать. Уже привычный нам массив int myArray = new int - так называемый одномерный массив. А массив массивов называется двумерным. Он похож на таблицу, у которой есть номер строки и номер столбца. Или, если вы учили начала линейной алгебры, - на матрицу. Для чего нужны нужны такие массивы? В частности, для программирования тех же матриц и таблиц, а также объектов, напоминающих их по структуре. Например, игровое поле для шахмат можно задать массивом 8х8. Многомерный массив объявляется и создается следующим образом: Int myTwoDimentionalArray = new int [ 8 ] [ 8 ] ; В этом массиве ровно 64 элемента: myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray , myTwoDimentionalArray и так далее вплоть до myTwoDimentionalArray . Так что если мы с его помощью представим шахматную доску, то клетку А1 будет представлять myTwoDimentionalArray , а E2 - myTwoDimentionalArray . Где два, там и три. В Java можно задать массив массивов… массив массивов массивов и так далее. Правда, трёхмерные и более массивы используются очень редко. Тем не менее, с помощью трёхмерного массива можно запрограммировать, например, кубик Рубика.

Полезные методы для работы с массивами

Для работы с массивами в Java есть класс java.util.Arrays (arrays на английском и означает “массивы”). В целом с массивами чаще всего проделывают следующие операции: заполнение элементами (инициализация), извлечение элемента (по номеру), сортировка и поиск. Поиск и сортировка массивов - тема отдельная. С одной стороны очень полезно потренироваться и написать несколько алгоритмов поиска и сортировки самостоятельно. С другой стороны, все лучшие способы уже написаны и включены в библиотеки Java, и ими можно законно пользоваться.

Статьи на поиск и сортировку: Сортировка и поиск в курсе CS50:

Вот три полезных метода этого класса

Сортировка массива

Метод void sort(int myArray, int fromIndex, int toIndex) сортирует массив целых чисел или его подмассив по возрастанию.

Поиск в массиве нужного элемента

int binarySearch(int myArray, int fromIndex, int toIndex, int key) . Этот метод ищет элемент key в уже отсортированном массиве myArray или подмассиве, начиная с fromIndex и до toIndex . Если элемент не найден, возвращает номер элемента или fromIndex-1 .

Преобразование массива к строке

Метод String toString(int myArray) преобразовывает массив к строке. Дело в том, что в Java массивы не переопределяют toString() . Это значит, что если вы попытаетесь вывести целый массив (а не по элементам, как в пункте “ ”) на экран непосредственно (System.out.println(myArray)), вы получите имя класса и шестнадцатеричный хэш-код массива (это определено определено Object.toString()). Если вы - новичок, вам, возможно, непонятно пояснение к методу toString . На первом этапе это и не нужно, зато с помощью этого метода упрощается вывод массива. Java позволяет легко выводить массив на экран без использования цикла. Об этом - в примере ниже.

Пример на sort, binarySearch и toString

Давайте создадим массив целых чисел, выведем его на экран с помощью toString , отсортируем с помощью метода sort и найдём в нём какое-то число. class Main { public static void main (String args) { int array = { 1 , 5 , 4 , 3 , 7 } ; //объявляем и инициализируем массив System. out. println (array) ; //пытаемся вывести наш массив на экран без метода toString - получаем 16-ричное число //печатаем массив "правильно" Arrays. sort (array, 0 , 4 ) ; //сортируем весь массив от нулевого до четвёртого члена System. out. println (Arrays. toString (array) ) ; //выводим отсортированный массив на экран int key = Arrays. binarySearch (array, 5 ) ; // ищем key - число 5 в отсортированном массиве. //метод binarySearch выдаст индекс элемента остортированного массива, в котором "спрятано" искомое число System. out. println (key) ; //распечатываем индекс искомого числа System. out. println (Arrays. binarySearch (array, 0 ) ) ; //а теперь попробуем найти число, которого в массиве нет, // и сразу же выведем результат на экран } } Вывод программы: 3 -1 В первой строке - попытка вывода на экран массива без toString , во второй - вывод массива посредством toString , в третьей выведен отсортированный массив, в четвёртой - индекс искомого числа 5 в отсортированном массиве (помните, что считаем с нуля, поэтому четвёртый элемент массива имеет индекс 3). В пятой строке видем -1. Такого индекса у массива не бывает. Вывод сигнализирует о том, что искомого элемента (в данном случае, 0) в массиве нет.

Главное о массивах

Главные характеристики массива: тип помещённых в него данных, имя и длина.
Последнее решается при инициализации (выделении памяти под массив), первые два параметра определяются при объявлении массива.

Размер массива (количество ячеек) нужно определять в int

Изменить длину массива после его создания нельзя.

Доступ к элементу массива можно получить по его индексу.

В массивах, как и везде в Java, элементы нумеруются с нуля.

После процедуры создания массива он наполнен значениями по умолчанию.

Массив в языке Java значительно отличается от массива в языке C++. Однако он практически совпадает с указателем на динамический массив.

Полезные материалы о массивах

Хотите знать больше о массивах? Обратите внимание на статьи ниже. Там много интересного и полезного по этой теме.

Кое-что о массивах - хорошая подробная статья о массивах

Класс Arrays и его использование - в статье описаны некоторые методы класса Array

Массивы первая лекция JavaRush, посвящённая массивам.

Возвращайте массив нулевой длины, а не null - автор “Эффекктивного программирования” Джошуа Блох рассказывает о том, как лучше возвращать пустые массивы

Учеба на "Разработчика игр" + трудоустройство

Java массивы

Массив - это структура данных, в которой хранятся величины одинакового типа. Доступ к отдельному элементу массива осуществляется с помощью целого индекса. Например, если а - массив целых чисел, то значение выражения а [ i ] равно i-му целому числу в массиве.

Массив объявляется следующим образом: сначала указывается тип массива, т.е тип элементов, содержащихся в массиве, за которым ставится пара пустых квадратных скобок, а затем - имя переменной. Например, вот как объявляется массив, состоящий из целых чисел:
int a;

Однако этот оператор лишь объявляет переменную а, не инициализируя ее настоящим массивом. Чтобы создать массив, нужно применить оператор new.

Этот оператор создает массив, состоящий из 100 целых чисел. Элементы этого массива нумеруются от 0 до 99 (а не от 1 до 100). После создания массив можно заполнять, например, с помощью цикла.

int а = new int;
for (int i = 0; i < 100; i++)
a[i] = i; // Заполняет массив числами от 0 до 99.

Если вы попытаетесь обратиться к элементу а (или любому другому элементу, индекс которого выходит за пределы диапазона от 0 до 99), создав массив, состоящий из 100 элементов, программа прекратит работу, поскольку возникнет исключительная ситуация, связанная с выходом индекса массива за пределы допустимого диапазона.
Чтобы подсчитать количество элементов в массиве, используйте метод имяМасси-
ва.length.

Например,

for (int i = 0; i < a. length; i++ System.out.println (a[i]);

После создания массива изменить его размер невозможно (хотя можно, конечно, изменять отдельные его элементы). Если в ходе выполнения программы необходимо часто изменять размер массива, лучше использовать другую структуру данных, называемую списком массивов (array list).

Массив можно объявить двумя способами:

int a;
или
int a;

Большинство программистов на языке Java предпочитают первый стиль, поскольку в нем четче отделяется тип массива int (целочисленный массив) от имени переменной.

Инициализаторы массивов и безымянные массивы

В языке Java есть средство для одновременного создания массива и его инициализации. Вот пример такой синтаксической конструкции:

int smallPrimes = { 2, 3, 5, 7, 11, 13};

Отметим, что в этом случае не нужно применять оператор new. Кроме того, можно даже инициализировать безымянный массив:

new int { 16, 19, 23 , 29 , 31, 37}

Это выражение выделяет память для нового массива и заполняет его числами, указанными в фигурных скобках. При этом подсчитывается их количество и, соответственно, определяется размер массива. Эту синтаксическую конструкцию удобно применять для повторной инициализации массива без образования новой переменной. Например, выражение

smallPrimes = new int{ 17, 19, 23, 29, 31, 37 };
представляет собой укороченную запись выражения
int anonymous = { 17, 19, 23, 29, 31, 37 };
smailPrimes = anonymous;

Можно создать массив нулевого размера. Такой массив может оказаться полезным при написании метода, вычисляющего некий массив, который оказывается пустым. Массив нулевой длины объявляется следующим образом:

new типЭлементов

Заметим, что такой массив не эквивалентен объекту null.

Копирование массивов

Один массив можно скопировать в другой, но при этом обе переменные будут ссылаться на один и тот же массив.

int luckyNumbers = smailPrimes;
luckyNuimbers = 12; // Теперь элемент smailPrimesтакже равен 12.

Результат показан на рис. 3.14. Если необходимо скопировать все элементы одного массива в другой, следует использовать метод arraycopy из класса System. Его вызов выглядит следующим образом:

System.arraycopy(from, fromlndex, to, tolndex, count);

Массив to должен иметь достаточный размер, чтобы в нем поместились все копируемые элементы.

Рис. 3.14. Копирование массива

Например, показанные ниже операторы, результаты работы которых изображены на рис. 3.15, создают два массива, а затем копируют последние четыре элемента первого массива во второй. Копирование начинается со второй позиции в исходном массиве, а копируемые элементы помещаются в целевой массив, начиная с третьей позиции.

int smailPrimes = {2, 3, 5, 7, 11, 13};
int luckyNumbers = {1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007};
System.аггаусору(smailPrimes, 2, luckyNumbers, 3, 4);
for (int i = 0; i < luckyNumbers.length; i++)
System.println(i +.": " + luckyNumbersfi]);

Выполнение этих операторов приводит к следующему результату.

0: 1001
1: 1002
2: 1003
3: 5
4: 7
5: 11
6: 13

Рис. 3.15. Копирование элементов массива

Массив в языке Java значительно отличается от массива в языке C++. Однако он практически совпадает с указателем на динамический массив. Это значит, что оператор

int a = new int; //Java
эквивалентен оператору
i n t * = new i n t [ 1 0 0 ] ; // C++,
а не
int a; // C++

В языке Java оператор no умолчанию проверяет диапазон изменения индексов. Кроме того, в языке Java нет арифметики указателей - нельзя увеличить указатель а, чтобы обратиться к следующему элементу массива.

1. Что такое массивы?

Это специальная структура, существующая практически в каждом языке программирования, позволяющая описывать группу однотипных объектов, используя общее имя.

Представим, что у вас есть приют для бездомных животных, в котором пять котов. Как зовут каждого вы не помните, но у каждого есть жетончик с номерком, который позволяет идентифицировать каждое животное. Можно сказать, что это и есть массив "котики" размером пять. Обратите внимание, на то что индексация начинается с нуля - так принято в Java. Если бы не было возможности создавать массивы, нужно было бы объявлять пять переменных и придумывать им имена, что не очень удобно.

В Java можно создавать массивы любой размерности - одномерные, двумерные, трехмерные и т.д. Начнем с простейшего варианта - с одномерных массивов.

2. Одномерные массивы

Одномерные массивы представляют собой список однотипных переменных. Чтобы создать массив, нужно сначала объявить переменную массива требуемого типа. Общая форма объявления одномерного массива выглядит следующим образом:

Тип имяПеременной;

где параметр тип обозначает тип элемента массива, называемый также базовым типом.

Пример 1. Пример объявления массивов

Квадратные скобки можно ставить перед переменной или после нее. Но более правильным вариантом считается указание скобок перед переменной - таким образом тип и скобки находятся в одном месте, что позволяет с первого взгляда понять, что перед вами массив такого-то типа.

Int monthDays; double monthSalaries;

2.1. Инициализация массива с помощью ключевого слова new

Когда массив объявлен, память под него еще не выделена. Для выделение памяти под массив используется ключевое слово new, после которого опять указывается тип массива и в квадратных скобках - размер:

ИмяПеременной = new тип[размер];

Массив может быть объявлен и инициализирован одной строкой:

Int values = new int;

Пример 2. Пример объявления массива

Рассмотрим пример объявления массива типа int размером 12 на данном примере. После выполнения строки int monthDays = new int массив из 12 элементов создан. Каждому элементу присваивается значение по умолчанию для заданного типа. Для типа int это ноль. Для обращения к отдельному элементу массива после имени массива в квадратных скобочках задаем индекс элемента. Таким образом мы можем обратиться к элементу массива для изменения или получения его значения.

Public class Array1 { public static void main(String args) { int monthDays = new int; monthDays = 31; monthDays = 28; monthDays = 31; monthDays = 30; monthDays = 31; monthDays = 30; monthDays = 31; monthDays = 31; monthDays = 30; monthDays = 31; monthDays = 30; monthDays = 31; System.out.println("B апреле " + monthDays + " дней."); } }

2.2. Инициализация массива с помощью блока для инициализации

Пример 3. Пример инициализации одномерного массива

Если заранее известны значения для каждого элемента массива, можно использовать блок для инициализации массива. Вместо new int, в фигурных скобках через запятую перечисляются значения элементов массива. Размер массива выводится компилятором из количества указанных элементов.

Public class Array2 { public static void main(String args) { int monthDays = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; System.out.println("B апреле " + monthDays + " дней."); } }

2.3. Безымянный массив

Существует еще и третья форма объявления массива - безымянный массив. Он может использоваться в двух случаях. Первый - вы объявили и инициализировали массив testScores размера четыре, но потом по какой-то причине он должен быть изменен - он должен содержать три элемента. Использовать повторно форму для инициализации массива нельзя - будет ошибка компиляции:

Int testScores = {1, 2, 3, 4}; ... testScores = {4, 7, 2}; //ошибка компиляции

Но можно использовать безымянный массив, который создаст новый массив в памяти. Форма написания безымянного массива - это микс первых двух:

TestScores = new int{4, 7, 2};

Второй случай использования безымянного массива - это передача массива в метод. В следующем примере метод print принимает на входа массив типа int. При вызове метода в качестве аргумента можно передать безымянный массив.

Пример 4. Пример безымянного массива

public class Array3 { public static void main(String args) { int testScores = {1, 2, 3, 4}; for (int element: testScores) { System.out.print(element + " "); } System.out.println(); testScores = new int{4, 7, 2}; for (int element: testScores) { System.out.print(element + " "); } System.out.println(); print(new int{4, 6, 2, 3}); } public static void print(int array) { for (int element: array) { System.out.print(element + " "); } } }

3. Многомерные массивы

Многомерные массивы представляют собой массивы массивов.

При объявлении переменной многомерного массива для указания каждого дополнительного индекса используется отдельный ряд квадратных скобок. Например:

Int twoD = new int;

Следующий рисунок показывает как можно визуально представить двумерный массив 4 на 5. Левый индекс определяет строку, а правый столбец.

Пример 5. Пример двухмерного массива

Следующий пример демонстрирует каким образом можно установить значения в двухмерный массив 4x5. Для перебора строк используется внешний цикл for , для перебора столбцов - внутренний. Каждому следующему элементу присваивается значение на единицу большее чем предыдущее.

Public class TwoDArray1 { public static void main(String args) { int twoD = new int; int i, j, k = 0; for (i = 0; i < 4; i++) { for (j = 0; j < 5; j++) { twoD[i][j] = k++; System.out.print(twoD[i][j] + " "); } System.out.println(); } } }

3.2.Представление многомерного массива в памяти

Рассмотрим теперь как представлен массив int twoD = new int; в памяти.Переменная twoD указывает не на матрицу, а на строку (красного цвета) состоящую из трех элементов. Значение каждого элемента - это ссылка на строку из четырех элементов (фиолетового цвета).

Следующая картинка показывает каким образом хранится трехмерный массив int threeD = new int в памяти:

Подобным образом может храниться массив любой размерности в памяти.

В двухмерных массивах, которые мы рассматривали до сих пор, количество элементов в каждой строке одинаково - чаще всего так и бывает. Но это не обязательно, каждая строка может содержать разное количество элементов. Например:

Пример 6. Пример двухмерного массива с разной размерностью

Посмотрим код, реализующий такой массив. При объявлении массива необходимо задать количество элементов только для первой размерности - int array = new int . Таким образом, мы указываем количество строк в массиве, но под каждую строку память не выделяем. Далее выделяем отдельно память под каждую строку массива. Например, строка с индексом ноль будет размера 1 - array = new int.

Public class TwoDArray2 { public static void main(String args) { int array = new int; array = new int; array = new int; array = new int; array = new int; int i, j, k = 0; for (i = 0; i < 4; i++) { for (j = 0; j < i + 1; j++) { array[i][j] = k++; System.out.print(array[i][j] + " "); } System.out.println(); } } }

3.4. Блок для инициализации многомерного массива

Пример 7. Инициализация двухмерного массива

Для многомерных массивов можно также использовать блок для инициализации, если значения всех элементов заранее известны. Каждая отдельная строка заключается в фигурные скобки:

Public class TwoDArray3 { public static void main(String args) { double arrayTwoD = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11}, {12, 13, 14, 15} }; for (double arrayOneD: arrayTwoD) { for (double element: arrayOneD) { System.out.print(element + " "); } System.out.println(); } } }

3.4. Длина массива

Пример 8. Получение длины массива

Следующий пример демонстрирует как получать длину массива. Для этого используется переменная length . С одномерным массивом все понятно - его длина это количество его элементов. Длина многомерного массива - это количество элементов его первой размерности. Например, длина массива array2 - это 2. Также можно получить длину каждой строки массива. Например, array2.length - вернет количество элементов в строке с индексом ноль.

Public class ArraySize { public static void main(String args) { int array1 = {1, 2, 3, 4}; int array2 = {{1, 1, 1}, {2, 2, 2}}; System.out.println("Размер массива array1 = " + array1.length); System.out.println("Размер массива array2 = " + array2.length); System.out.println("Размер 1-строки массива array2 = " + array2.length); } }

Результат выполнения:

Размер массива array1 = 4 Размер массива array2 = 2 Размер 1-строки массива array2 = 3

4. Полезные методы при работе с массивами

Существует ряд методов, полезных при работе с массивами. Рассмотрим их:

4.1. Метод Arrays.toString()

Метод возвращает строковое представление одномерного массива, разделяя элементы запятой. Вместо того, чтобы перебирать массивы циклом for , как мы делали в примере 4, можно воспользоваться этим методом для вывода элементов на консоль:

Пример 9. Применение метода Arrays.toString()

import java.util.Arrays; public class ArraysToStringDemo { public static void main(String args) { int array = {1, 4, 6, 3, 8}; System.out.println(Arrays.toString(array)); } }

4.2. Метод Arrays.deepToString()

Метод возвращает строковое представление многомерного массива, выделяя строки квадратными скобками:

Пример 10. Применение метода Arrays.deepToString()

import java.util.Arrays; public class ArraysDeepToStringDemo { public static void main(String args) { String array = {{"один-один", "один-два", "один-три"}, {"два-один", "два-два", "два-три"}}; System.out.println(Arrays.deepToString(array)); } }

4.3. Метод Arrays.sort()

Метод Arrays.sort() сортирует элементы числового массива по возрастанию:

Пример 11. Сортировка массива

import java.util.Arrays; public class ArraysSort1 { public static void main(String args) { int array = new int{3, 1, 5, 6, 8}; Arrays.sort(array); System.out.println(Arrays.toString(array)); } }

4.4. Метод Arrays.binarySearch()

Метод Arrays.binarySearch() ищет в массиве заданное значение и возвращает номер элемента. Если искомый элемент не найден, то возвращается -(position + 1) , где position - позиция элемента где он МОГ БЫ БЫТЬ. Массив должен быть отсортирован, иначе результат вызова метода будет неопределен:

Пример 12. Поиск элемента массива

import java.util.Arrays; public class BinarySearch1 { public static void main(String args) { int array1 = {10, 20, 30, 40}; int pos1 = Arrays.binarySearch(array1, 20); int pos2 = Arrays.binarySearch(array1, 25); System.out.println(pos1); System.out.println(pos2); } }

Результат выполнения:

4.5. Метод System.arraycopy()

Метод System.arraycopy() позволяет копировать часть массива в другой массив.

Пример 13. Копирование массива

Рассмотрим пример, копирующий элементы 2,3,4 из массива arraySource в массив arrayDestination:

Import java.util.Arrays; public class ArrayCopy1 { public static void main(String args) { int arraySource = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; int arrayDestination = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; System.out.println("arraySource: " + Arrays.toString(arraySource)); System.out.println("arrayDestination: " + Arrays.toString(arrayDestination)); System.arraycopy(arraySource, 1, arrayDestination, 2, 3); System.out.println("arrayDestination after arrayCopy: " + Arrays.toString(arrayDestination)); } }

Результат выполнения:

ArraySource: arrayDestination: arrayDestination after arrayCopy:

Пример 14. Копирование массива из себя в себя

Можно копировать в тот же массив с перекрытием областей:

Import java.util.Arrays; public class ArrayCopy2 { public static void main(String args) { int array = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; System.out.println(Arrays.toString(array)); System.arraycopy(array, 1, array, 3, 3); System.out.println(Arrays.toString(array)); } }

Результат выполнения:

Массив – это набор однотипных переменных, на которые ссылаются по общему имени. Массивы можно создавать из элементов любого типа, и они могут иметь одно или несколько измерений. К определенному элементу в массиве обращаются по его индексу (номеру). В заметке мы рассмотрим обработку одномерных и двумерных массивов.

Одномерные массивы в Java

Одномерный массив – это, по существу, список однотипных переменных. Чтобы создать массив, сначала следует создать переменную массива (array variable) желательного типа. Общий формат объявления одномерного массива:
type var-name ;
Здесь type объявляет базовый тип массива; var-name – имя переменной массива. Базовый тип определяет тип данных каждого элемента массива. Например, объявление одномерного массива int-компонентов с именем month_days имеет вид:
int month_days ;
Хотя это объявление и устанавливает факт, что month_days является переменной массива, никакой массив в действительности не существует. Фактически, значение month_days установлено в null (пустой указатель), который представляет массив без значения. Чтобы связать month_days с факти­ческим, физическим массивом целых чисел, нужно выделить память для него, используя операцию new , и назначать ее массиву month_days ; new – это специальная операция, которая распределяет память.

Общий формат new в применении к одномерным массивам имеет вид:
array-var = new type ;
где type – тип распределяемых данных, size – число элементов в массиве, array-var– переменная, которая связана с массивом. Чтобы использовать new для распределения памяти под массив, нужно специфицировать тип и число элементов массива. Элементы в массиве, выделенные операцией new , будут автоматически инициализированы нулями. Следующий пример распределяет память для 12-элементного массива целых чисел и связывает его с переменной month_days .
month_days = new int;
После того как эта инструкция выполнится, month_days будет ссылаться на массив из двенадцати целых чисел. Затем все элементы в массиве будут инициализированы нулями.
Процесс получения массива включает два шага. Во-первых, следует объявить переменную массива желательного типа. Во-вторых, необходимо выделить память, которая будет содержать массив, используя операцию new , и назначать ее переменной массива. Таким образом, в Java все массивы явля­ются динамически распределяемыми.

Как только вы выделили память для массива, можно обращаться к определенному элементу в нем, указывая в квадратных скобках индекс. Нумерация элементов массива начинается с нуля. Имена массивов являются ссылками.

Возможна комбинация объявления переменной типа массив с выделением массиву памяти непосредственно в объявлении:
int month_days = new int;

Рассмотрим код программы, выполняющей замену отрицательных элементов массива на максимальный элемент:

Public class FindReplace { public static void main(String args) { int myArray; // объявление без инициализации int mySecond = new int; /* выделение памяти с инициализацией значениями по умолчанию */ int a = {5, 10, 0, -5, 16, -2}; // объявление с инициализацией int max = a; for (int i = 0; i < a.length; i++) { if (a[i]<0) a[i] = max; mySecond[i] = a[i]; System.out.println("a[" + i + "]=" + a[i]); } myArray = a; // установка ссылки на массив a } }

В результате выполнения будет выведено:

>java FindReplace a=5 a=10 a=0 a=5 a=16 a=5

Присваивание mySecond[i] = a[i] приведет к тому, что части элементов массива mySecond , а именно шести, будут присвоены значения элементов массива a . Остальные элементы mySecond сохранят значения, полученные при инициализации, то есть нули. Если же присваивание организовать в виде mySecond = a или myArray = a , то оба массива участвующие в присваивании получат ссылку на массив a , то есть оба будут содержать по шесть элементов и ссылаться на один и тот же участок памяти.
Массивы можно инициализировать во время их объявления. Процесс во многом аналогичен тому, что используется при инициализации простых ти­пов. Инициализатор массива – это список разделенных запятыми выражений, окруженный фигурными скобками. Массив будет автоматически создаваться достаточно большим, чтобы содержать столько элементов, сколько вы определяете в инициализаторе массива. Нет необходимости использовать операцию new . Например, чтобы хранить число дней в каждом месяце, сле­дующий код создает инициализированный массив целых чисел:

Public class MonthDays { public static void main(String args) { int month_days = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; System.out.println("Апрель содержит " + month_days + " дней."); } }

В результате выполнения программы на экран будет выведено:

Апрель содержит 30 дней.

Замечание: Java делает строгие проверки, чтобы удостовериться, что вы случайно не пробуете сохранять или читать значения вне области хранения массива. Исполнительная система Java тоже делает тщательные проверки, чтобы убедиться, что все индексы массивов находятся в правильном диапазоне. (В этом отношении Java существенно отличается от языков C/C++ , которые не обеспечивают проверки границ во время выполнения).

Многомерные массивы в Java

В Java многомерные массивы – это, фактически, массивы массивов. Они выглядят и действуют подобно регулярным многомерным массивам. Однако имеется пара тонких различий. Чтобы объявить многомерную переменную массива, определите каждый дополнительный индекс, используя другой набор квадратных скобок. Например, следующее утверждение объявляет переменную двумерного массива с именем twoD:
int twoD = new int;
Оно распределяет память для массива 4x5 и назначает ее переменной twoD . Внутренне эта матрица реализована как массив массивов целых чисел тип int .
Многомерные массивы возможно инициализировать. Для этого просто включают инициализатор каждого измерения в его собственный набор фи­гурных скобок.
В следующей программе создаются и инициализируются массивы массивов равной длины (матрицы), и выполняется произведение одной матрицы на другую:

Public class Matrix { private int a; Matrix(int n, int m) { // создание и заполнение с random a = new int[n][m]; for (int i = 0; i < n; ++i) for (int j = 0; j < m; ++j) a[i][j] = (int) (Math.random()*5); show(); } public Matrix(int n, int m, int k) { // создание и заполнение с random a = new int[n][m]; for (int i = 0; i < n; ++i) for (int j = 0; j < m; ++j) a[i][j] = k; if (k != 0) show(); } public void show() { System.out.println("Матрица:" + a.length + " на " + a.length); for (int i = 0; i < a.length; ++i) { for (int j = 0; j < a.length; ++j) System.out.print(a[i][j] + " "); System.out.println(); } } public static void main(String args) { int n = 2, m = 3, z = 4; Matrix p = new Matrix(n, m); Matrix q = new Matrix(m, z); Matrix r = new Matrix(n, z, 0); for (int i = 0; i < p.a.length; ++i) for (int j = 0; j < q.a.length; ++j) for (int k = 0; k < p.a[i].length; ++k) r.a[i][j] += p.a[i][k]*q.a[k][j]; System.out.println("Произведение матриц: "); r.show(); } }

Так как значения элементам массивов присваиваются при помощи метода random() , то одним и вариантов выполнения кода может быть следующий:

> javac Matrix.java > java Matrix Матрица:2 на 3 3 2 0 3 3 1 Матрица:3 на 4 1 2 2 3 3 2 3 2 1 2 3 2 Произведение матриц: Матрица:2 на 4 9 10 12 13 13 14 18 17

Следующий пример демонстрирует копирование массива:

Public class ArrayCopyDemo { public static void main(String args) { int mas1 = {1,2,3}, mas2 = {4,5,6,7,8,9}; System.out.print("mas1: "); show(mas1); System.out.print("mas2: "); show(mas2); // копирование массива mas1 в mas2 System.arraycopy(mas1, 0, mas2, 2, 3); /* 0 - mas1 копируется начиная с нулевого элемента * 2 - элемент, с которого начинается замена * 3 - количество копируемых элементов */ System.out.println("\n после arraycopy(): "); System.out.print("mas1: "); show(mas1); System.out.print("\nmas2: "); show(mas2); } private static void show(int mas) { for (int i = 0; i < mas.length; ++i) System.out.print(" " + mas[i]); } }

Результат выполнения программы:

> javac ArrayCopyDemo.java > java ArrayCopyDemo mas1: 1 2 3mas2: 4 5 6 7 8 9 после arraycopy(): mas1: 1 2 3 mas2: 4 5 1 2 3 9

Альтернативный синтаксис объявления массива

Существует иная форма, которая может использоваться для объявления массива:
type var-name;
Здесь квадратные скобки следуют за спецификатором типа, а не именем переменной массива. Например, следующие два объявления эквивалентны:

Int al = new int; int a2 = new int;
Представленные здесь объявления также эквивалентны:
char twodi = new char; char twod2 = new char;
Эта альтернативная форма объявления включена, главным образом, для удобства.

Массивы (arrays) _ это упорядоченные наборы элементов одного типа. Элементами массива могут служить объекты простых и ссылочных типов, в том Числе и ссылки на другие массивы. Массивы сами по себе являются объектами и

наследуют класс Object. Объявление

int ia = new int;

Определяет массив с именем ia, который изначально указывает на набор из трех Элементов типа int.

В объявлении массива его размерность не указывается. Количество элементов массива задается при его создании посредством оператора new. Длина массива фиксируется в момент создания и в дальнейшем изменению не поддается. Впрочем, переменной типа массива (в нашем примере – ia) в любой момент может быть поставлен в соответствие новый массив с другой размерностью.

Доступ к элементам массива осуществляется по значениям их номеров-индексов.

Первый элемент массива имеет индекс, равный нулю (0), а последний – length – 1. Обращение к элементу массива выполняется посредством задания имени массива и значения индекса, заключенного в квадратные скобки, [ и ]. в предыдущем примере первым элементом массива ia будет ia, а последним – ia. При каждом обращении к элементу массива по индексу исполняющая система Java проверяет, находится ли значение индекса в допустимых пределах, и генерирует исключение типа ArraylndexOutOfBoundsException, если результат проверки ложен. 6 Выражение индекса должно относиться к типу int – только этим и ограничивается максимальное количество элементов массива.

Длину массива легко определить с помощью поля length объекта массива (которое неявно снабжено признаками publiс и final). Ниже приведен дополненный код прежнего примера, в котором предусмотрено выполнение Цикла, обеспечивающего вывод на экран содержимого каждого элемента массива ia:

for (int i = о; i < ia.length; i++)

system.out.println(i + ": " + ia[i]);

Массив нулевой длины (т.е. такой, в котором нет элементов) принято называть пустым. Обратите внимание, что ссылка на массив, равная значению null, и ссылка на пустой массив – это совершенно разные вещи. Пустой массив это реальный массив, в котором попросту отсутствуют элементы. Пустой массив представляет собой удобную альтернативу значению null при возврате из метода. Если метод способен возвращать null, прикладной код, в котором выполняется обращение к методу, должен сравнить возвращенное значение с null прежде, чем перейти к выполнению оставшихся операций. Если же метод возвращает массив (возможно, пустой), никакие дополнительные проверки не нужны – разумеется, помимо тех, которые касаются длины массива и должны выполняться в любом случае.

Допускается и иная форма объявления массива, в которой квадратные скобки задаются после идентификатора массива, а не после наименования его типа:

int ia = new int;

Прежний синтаксис, однако, считается более предпочтительным, поскольку описание типа в таком случае выглядит более компактным.

Модификаторы в объявлениях массивов

Правила употребления в объявлениях массивов тех или иных модификаторов обычны и зависят только от того, к какой категории относится массив – к полям или Локальным переменным. Существует единственная особенность, которую важно помнить, – модификаторы применяются к массиву как таковому, но не к его отдельным элементам. Если в объявлении массива указан признак final, это значит только то, что ссылка на массив не может быть изменена после его создания, но никак не запрещает возможность изменения содержимого отдельных элементов массива. Язык не позволяет задавать каких бы то ни было модификаторов (скажем, final или уоlatilе) для элементов массива.

Многомерные массивы

В Java поддерживается возможность объявления многомерных массивов (multidimensional arrays) (т.е. массивов, элементами которых служат другие массивы), Код, предусматривающий объявление двумерной матрицы и вывод на экран содержимого ее элементов, может выглядеть, например, так:

float mat = new float;

setupMatrix(mat);

for (int у = о; у < mat.length; у++) {

for (int х = о; х < mat[y].length; х++)

system.out.print(mat[y][x] + " ");

system.out.println();

При создании массива должна быть указана, по меньшей мере, его первая, "самая левая", размерность. Другие размерности разрешается не задавать – в этом случае их придется определить позже. Указание в операторе new единовременно всех размерностей – это самый лаконичный способ создания массива, позволяющий избежать необходимости использования дополнительных операторов new. Выражение объявления и создания массива mat, приведенное выше, равнозначно следующему фрагменту кода:

float mat = new float;

for (int у = о; у < mat.length; у++)

mat[y] = new float;

Такая форма объявления обладает тем преимуществом, что позволяет наряду с получением массивов с одинаковыми размерностями (скажем, 4 х 4) строить и массивы массивов различных размерностей, необходимых для хранения тех или иных последовательностей данных.

Инициализация массивов

При создании массива каждый его элемент получает значение, предусмотренное по умолчанию и зависящее от типа массива: нуль (0) – для числовых типов, ‘\u0000′ _ для char, false – для boolean и null – для ссылочных типов. Объявляя массив ссылочного типа, мы на самом деле определяем массив переменных этого типа. Рассмотрим следующий фрагмент кода:

Attr attrs = new Attr;

for (int i = о; i < attrs.length; i++)

attrs[i] = new Attr(names[i], values[i]);

После выполнения первого выражения, содержащего оператор new, переменная attrs получит ссылку на массив из 12 переменных, которые инициализированы значением null, Объекты Attr как таковые будут созданы только в процессе про хождения цикла.

Массив может инициализироваться (одновременно с объявлением) посредством конструкции в фигурных скобках, в которой перечислены исходные Значения его элементов:

String dangers = { "Львы", "Тигры", "Медведи" };

Следующий фрагмент кода даст тот же результат:

String dangers = new String; dangers = "Львы";

dangers = "Тигры";

dangers = "Медведи";

Первая форма, предусматривающая задание списка инициализаторов в фигурных скобках, не требует явного использования оператора new – он вызывается косвенно исполняющей системой. Длина массива в этом случае определяется Количеством значений-инициализаторов. Допускается и возможность явного задания оператора new, но размерность все равно следует опускать она, как и раньше, определяется исполняющей системой:

String dangers = new String { "Львы", "Тигры", "Медведи" };

Подобную форму объявления и инициализации массива разрешается применять в любом месте кода, например в выражении вызова метода:

printStringsCnew String { "раз", "два", "три" });

Массив без названия, который создается таким образом, называют анонимным (anonymous).

Массивы массивов могут инициализироваться посредством вложенных последовательностей исходных значений. Ниже приведен пример объявления массива, содержащего несколько первых строк так называемого треугольника Паскаля, где каждая строка описана собственным массивом значений.

int pascalsTriangle = {

{ 1, 4, 6, 4, 1 },

Индексы многомерных массивов следуют в порядке от внешнего к внутренним. Так, например, pascalsTriangle}