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Java 数组基础

数组在编程中是一个非常基础的数据结构。它通过在内存中划分一块连续的空间来存储同一类型的数据。与单独的变量不同，数组可以通过索引来访问其元素，这使得它在处理大量数据时特别有用。

数组的基本要素

数组由以下几个要素组成：

需要注意的是，数组的长度在声明时无法动态调整，因此在获取数组元素时必须确保下标不超出范围。

数组的使用步骤

单独声明并分配空间

int[] a; // 声明数组
a = new int[3]; // 分配大小为3的整型数组
// 或者：
int[] a = new int[3]; // 一次性完成声明和分配

在没有显式声明大小的情况下，Java会自动初始化为0，但必须手动指定大小。创建数组时，Java会在内存中为数组分配一块连续的区域，并初始化为零值。

边声明边赋值

或许更简便的方法是不显式声明数组。例如：

int[] scores = {89, 79, 76}; // 边声明边赋值
int[] scores = new int[] {89, 79, 76}; // 或者用new创建后直接赋值

这种方法省去了显式的new语句，但在语法上与传统方式一致。

避免数组越界

数组越界是数组操作中最常见的错误之一。稍微超出数组下标的范围，程序就会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException。因此，在访问数组元素时，必须确保索引值在合理范围内。

数组操作

输出数组中的元素

int[] a = new int[30];
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    System.out.println("索引：" + i + ", 值：" + a[i]);
}

求和

int sum = 0;
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    sum += a[i];
}

使用增强for循环（for each）

for (int num : a) {
    sum += num;
}

这种方式简化了元素遍历的代码，让您只关注数组的元素本身。

求最大值

int max = a[0];
for (int i = 1; i < a.length; i++) {
    if (a[i] > max) {
        max = a[i];
    }
}

插入数值

插入元素时通常需要扩容数组：

int[] b = Arrays.copyOf(a, a.length + 1);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    b[i] = a[i];
}
// 或者直接复制数组
int[] b = Arrays.copyOf(a, a.length + 1);

或者直接使用更简洁的方式：

int[] b = Arrays.copyOf(a, a.length + 1);

数组排序

选择排序示例

int[] a = new int[10];
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    a[i] = (int) Math.random() * 100;
}
System.out.println("原始数组：" + Arrays.toString(a));
// 开始排序
for (int i = 0; i < a.length - 1; i++) {
    int temp = a[i];
    int p = i;
    for (int j = i + 1; j < a.length; j++) {
        if (temp > a[j]) {
            temp = a[j];
            p = j;
        }
    }
    if (p != i) { // 只有当找到更小的元素时才交换
        a[p] = a[i];
        a[i] = temp;
    }
}
System.out.println("排序后数组：" + Arrays.toString(a));

使用已有的排序方法

如果想保留简洁的代码，可以直接使用Arrays.sort方法：

import java.util.Arrays; // 必须导入Arrays类
...
Arrays.sort(a);
System.out.println("使用Arrays.sort排序后的数组：" + Arrays.toString(a));