Java——二维数组的用法

水深无声 2023-10-13 22:04 31阅读 0赞

为了方便组织各种信息，计算机常将信息以表的形式进行组织，然后再以行和列的形式呈现出来。二维数组的结构决定了其能非常方便地表示计算机中的表，以第一个下标表示元素所在的行，第二个下标表示元素所在的列。下面简单了解一下二维数组，包括数组的声明和初始化。

## 创建二维数组 ##

在Java中二维数组被看作数组的数组，即二维数组为一个特殊的一维数组，其每个元素又是一个一维数组。Java 并不直接支持二维数组，但是允许定义数组元素是一维数组的一维数组，以达到同样的效果。声明二维数组的语法如下：

> type arrayName\[\]\[\]; // 数据类型 数组名\[\]\[\];

或

> type\[\]\[\] arrayName; // 数据类型\[\]\[\] 数组名;

其中，type 表示二维数组的类型，arrayName 表示数组名称，第一个中括号表示行，第二个中括号表示列。

下面分别声明 int 类型和 char 类型的数组，代码如下：

> int\[\]\[\] age;
> 
> char\[\]\[\] sex;

## 初始化二维数组 ##

二维数组可以初始化，和一维数组一样，可以通过 3 种方式来指定元素的初始值。这 3 种方式的语法如下：

> type\[\]\[\] arrayName = new type\[\]\[\]\{值 1,值 2,值 3,…,值 n\}; // 在定义时初始化
> 
> type\[\]\[\] arrayName = new type\[size1\]\[size2\]; // 给定空间，在赋值
> 
> type\[\]\[\] arrayName = new type\[size\]\[\]; // 数组第二维长度为空，可变化

**例 1**

使用第一种方式声明 int 类型的二维数组，然后初始化该二维数组。代码如下：

> int\[\]\[\] temp = new int\[\]\[\]\{ \{1,2\},\{3,4\}\};

上述代码创建了一个二行二列的二维数组 temp，并对数组中的元素进行了初始化。下图为该数组的内存结构。

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![Image 1][]

## 二维数组内存结构 ##

使用第二种方式声明 int 类型的二维数组，然后初始化该二维数组。代码如下：

> int\[\]\[\] temp = new int\[2\]\[2\];

使用第三种方式声明 int 类型的二维数组，并且初始化数组。代码如下：

> int\[\]\[\] temp = new int\[2\]\[\];

## 获取单个元素 ##

在上部分使用的前 2 种方式创建并初始化了一个二行二列的 int 类型数组 temp。当需要获取二维数组中元素的值时，也可以使用下标来表示。语法如下：

> arrayName\[i-1\]\[j-1\];

其中，arrayName 表示数组名称，i 表示数组的行数，j 表示数组的列数。例如，要获取第二行第二列元素的值，应该使用 temp\[1\]\[1\]来表示。这是由于数组的下标起始值为 0，因此行和列的下标需要减 1。

**例 2**

通过下标获取 class\_score 数组中第二行第二列元素的值与第四行第一列元素的值。代码如下：

> public static void main(String\[\] args) \{
> 
> double\[\]\[\] class\_score = \{ \{10.0,99,99\},\{100,98,97\},\{100,100,99.5\},\{99.5,99,98.5\}\};
> 
> System.out.println("第二行第二列元素的值："+class\_score\[1\]\[1\]);
> 
> System.out.println("第四行第一列元素的值："+class\_score\[3\]\[0\]);
> 
> \}

执行上述代码，输出结果如下：

> 第二行第二列元素的值：98.0
> 
> 第四行第一列元素的值：99.5

## 获取全部元素 ##

在一维数组中直接使用数组的 length 属性获取数组元素的个数。而在二维数组中，直接使用 length 属性获取的是数组的行数，在指定的索引后加上 length（如 array\[0\].length）表示的是该行拥有多少个元素，即列数。

如果要获取二维数组中的全部元素，最简单、最常用的办法就是使用 for 语句。在一维数组全部输出时，我们使用一层 for 循环，而二维数组要想全部输出，则使用嵌套 for 循环（2 层 for 循环）。

**例 3**

使用 for 循环语句遍历 double 类型的 class\_score 数组的元素，并输出每一行每一列元素的值。代码如下：

> public static void main(String\[\] args) \{
> 
> double\[\]\[\] class\_score = \{ \{ 100, 99, 99 \}, \{ 100, 98, 97 \}, \{ 100, 100, 99.5 \}, \{ 99.5, 99, 98.5 \} \};
> 
> for (int i = 0; i < class\_score.length; i++) \{ // 遍历行
> 
> for (int j = 0; j < class\_score\[i\].length; j++) \{
> 
> System.out.println("class\_score\[" + i + "\]\[" + j + "\]=" + class\_score\[i\]\[j\]);
> 
> \}
> 
> \}
> 
> \}

上述代码使用嵌套 for 循环语句输出二维数组。在输出二维数组时，第一个 for 循环语句表示以行进行循环，第二个 for 循环语句表示以列进行循环，这样就实现了获取二维数组中每个元素的值的功能。

执行上述代码，输出结果如下所示。

> class\_score\[0\]\[0\]=100.0
> 
> class\_score\[0\]\[1\]=99.0
> 
> class\_score\[0\]\[2\]=99.0
> 
> class\_score\[1\]\[0\]=100.0
> 
> class\_score\[1\]\[1\]=98.0
> 
> class\_score\[1\]\[2\]=97.0
> 
> class\_score\[2\]\[0\]=100.0
> 
> class\_score\[2\]\[1\]=100.0
> 
> class\_score\[2\]\[2\]=99.5
> 
> class\_score\[3\]\[0\]=99.5
> 
> class\_score\[3\]\[1\]=99.0
> 
> class\_score\[3\]\[2\]=98.5

**例 4**

假设有一个矩阵为 5 行 5 列，该矩阵是由程序随机产生的 10 以内数字排列而成。下面使用二维数组来创建该矩阵，代码如下：

> public class Test11 \{
> 
> public static void main(String\[\] args) \{
> 
> // 创建一个二维矩阵
> 
> int\[\]\[\] matrix = new int\[5\]\[5\];
> 
> // 随机分配值
> 
> for (int i = 0; i < matrix.length; i++) \{
> 
> for (int j = 0; j < matrix\[i\].length; j++) \{
> 
> matrix\[i\]\[j\] = (int) (Math.random() \* 10);
> 
> \}
> 
> \}
> 
> System.out.println("下面是程序生成的矩阵\\n");
> 
> // 遍历二维矩阵并输出
> 
> for (int k = 0; k < matrix.length; k++) \{
> 
> for (int g = 0; g < matrix\[k\].length; g++) \{
> 
> System.out.print(matrix\[k\]\[g\] + "");
> 
> \}
> 
> System.out.println();
> 
> \}
> 
> \}
> 
> \}

在该程序中，首先定义了一个二维数组，然后使用两个嵌套的 for 循环向二维数组中的每个元素赋值。其中，Math.random() 方法返回的是一个 double 类型的数值，数值为 0.6、0.9 等，因此乘以 10 之后为 10 以内的整数。最后又使用了两个嵌套的 for 循环遍历二维数组，输出二维数组中的值，从而产生矩阵。

运行该程序的结果如下所示。

下面是程序生成的矩阵

> 78148
> 
> 69230
> 
> 43823
> 
> 75663
> 
> 05688

for each 循环语句不能自动处理二维数组的每一个元素。它是按照行， 也就是一维数组处理的。要想访问二维教组 a 的所有元素， 需要使用两个嵌套的循环， 如下所示：

> for (double\[\] row : a) \{
> 
> for (double value : row) \{
> 
> ......
> 
> \}
> 
> \}

把【例2】修改为使用 for each 循环语句输出，代码如下所示：

> public static void main(String\[\] args) \{
> 
> double\[\]\[\] class\_score = \{ \{ 100, 99, 99 \}, \{ 100, 98, 97 \}, \{ 100, 100, 99.5 \}, \{ 99.5, 99, 98.5 \} \};
> 
> for (double\[\] row : class\_score) \{
> 
> for (double value : row) \{
> 
> System.out.println(value);
> 
> \}
> 
> \}
> 
> \}

输出结果为：

> 100.0
> 
> 99.0
> 
> 99.0
> 
> 100.0
> 
> 98.0
> 
> 97.0
> 
> 100.0
> 
> 100.0
> 
> 99.5
> 
> 99.5
> 
> 99.0
> 
> 98.5

提示：要想快速地打印一个二维数组的数据元素列表，可以调用：

> System.out.println(Arrays.deepToString(arrayName));

代码如下：

> System.out.println(Arrays.deepToString(class\_score));

输出格式为：

> \[\[100.0, 99.0, 99.0\], \[100.0, 98.0, 97.0\], \[100.0, 100.0, 99.5\], \[99.5, 99.0, 98.5\]\]

## 获取整行元素 ##

除了获取单个元素和全部元素之外，还可以单独获取二维数组的某一行中所有元素的值，或者二维数组中某一列元素的值。获取指定行的元素时，需要将行数固定，然后只遍历该行中的全部列即可。

**例 5**

编写一个案例，接收用户在控制台输入的行数，然后获取该行中所有元素的值。代码如下：

> public static void main(String\[\] args) \{
> 
> double\[\]\[\] class\_score = \{ \{ 100, 99, 99 \}, \{ 100, 98, 97 \}, \{ 100, 100, 99.5 \}, \{ 99.5, 99, 98.5 \} \};
> 
> Scanner scan = new Scanner(System.in);
> 
> System.out.println("当前数组只有" + class\_score.length + "行，您想查看第几行的元素？请输入：");
> 
> int number = scan.nextInt();
> 
> for (int j = 0; j < class\_score\[number - 1\].length; j++) \{
> 
> System.out.println("第" + number + "行的第\[" + j + "\]个元素的值是：" + class\_score\[number - 1\]\[j\]);
> 
> \}
> 
> \}

执行上述代码进行测试，输出结果如下所示。

> 当前数组只有4行，您想查看第几行的元素？请输入：
> 
> 3
> 
> 第3行的第\[0\]个元素的值是：100.0
> 
> 第3行的第\[1\]个元素的值是：100.0
> 
> 第3行的第\[2\]个元素的值是：99.5

## 获取整列元素 ##

获取指定列的元素与获取指定行的元素相似，保持列不变，遍历每一行的该列即可。

**例 6**

编写一个案例，接收用户在控制台中输入的列数，然后获取二维数组中所有行中该列的值。代码如下：

> public static void main(String\[\] args) \{
> 
> double\[\]\[\] class\_score = \{ \{ 100, 99, 99 \}, \{ 100, 98, 97 \}, \{ 100, 100, 99.5 \}, \{ 99.5, 99, 98.5 \} \};
> 
> Scanner scan = new Scanner(System.in);
> 
> System.out.println("您要获取哪一列的值？请输入：");
> 
> int number = scan.nextInt();
> 
> for (int i = 0; i < class\_score.length; i++) \{
> 
> System.out.println("第 " + (i + 1) + " 行的第\[" + number + "\]个元素的值是" + class\_score\[i\]\[number\]);
> 
> \}
> 
> \}

执行上述代码进行测试，如下所示。

> 您要获取哪一列的值？请输入：
> 
> 2
> 
> 第 1 行的第\[2\]个元素的值是99.0
> 
> 第 2 行的第\[2\]个元素的值是97.0
> 
> 第 3 行的第\[2\]个元素的值是99.5
> 
> 第 4 行的第\[2\]个元素的值是98.5

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