Java работа с массивами: Java | Массивы

Массивы. Часть 3 – многомерные массивы.

В Java многомерные массивы представляют собой массивы массивов.

При объявлении переменной многомерного массива для указания каждого дополнительного индекса используют отдельный набор квадратных скобок. Например, следующий код объявляет переменную двумерного массива twoD.

int

twoD[][] = new int[4][5];

Этот оператор распределяет память для массива размерностью 4×5 и присваивает ссылку на  него переменной twoD. Внутренне эта матрица реализована как массив массивов значений типа int. С точки зрения логической организации этот массив будет выглядеть так:

Это мы рассмотрели логическую организацию двумерного массива. Физическая же, или то, как распределяется память под массив несколько другая. Поэтому, прежде чем приступить к работе с многомерными массивами, нужно понять несколько дополнительных деталей.

Допустим, вы хотите представить таблицу умножения в виде многомерного массива:

int

[][] multiplicationTable;

Каждая пара квадратных скобок представляет одно измерение, поэтому данный массив является двухмерным. Чтобы получить доступ к одиночному элементу int двухмерного массива, нужно указать два значения индекса, по одному для каждого измерения. Если допустить, что данный массив был задан как таблица умножения, то значение int, находящееся в любом элементе, есть произведение этих индексов. Таким образом, значение products[2][4]  равно 8, а значением products[3][7]  будет 21.

Новый многомерный массив создается при помощи ключевого слова new с указанием размеров обоих измерений массива. Например:

int

[][] multiplicationTable = new int[10][10];

В некоторых языках такой массив создается в виде единого блока из 100 значений int. Java поступает иначе. Эта строка кода выполняет три действия:

• Объявляет переменную с именем multiplicationTable, которая содержит ссылку на массив ссылок, которые в свою очередь будут указывать на массивы int.
• Создает массив из 10 элементов (первый индекс), который будет содержать ссылки на 10 одномерных массивов int. Вот от сюда собственно и понятие – массив массивов.
  На этой стадии создания массив ссылок заполняется значениями по умолчанию, то есть значениями null.
• Создает еще 10 массивов, каждый из которых в свою очередь является массивом из 10 элементов int. Присваивает ссылки на каждый из этих 10 новых массивов элементам массива, созданного на втором шаге. По умолчанию каждый элемент int каждого из этих 10 новых массивов получает значение 0.

Другими словами, представленную выше строку кода, можно записать так:

int

[][] multiplicationTable = new int[10][]; // первый индекс содержит ссылки на массивы int
   for (int i = 0; i < 10; i++)
       multiplicationTable[i] = new int[10]; // создаем 10 массивов int

Графически это можно изобразить так:

Очень важно понять, что каждый из массивов с элементами int, располагаются в памяти непрерывным куском, но где и как расположены каждый из них это определяет виртуальная машина java. Исходя из этого есть рекомендация, что наружные (левые) размерности массива лучше делать меньше, а самые больше размерности внутри (правее), поскольку это, во-первых, уменьшит фрагментацию памяти, а во вторых потребует гораздо меньше памяти для размещения массива. Возьмем к примеру вот такие два определения двумерных массивов:

int

[][] a = new int[10][1000];
int[][] b = new int[1000][10];

В случае массива a, количество порождаемых в памяти объектов равно 11, а в случае массива b – 1001. Создание и обслуживание каждого объекта в памяти виртуальной машины имеет свои накладные расходы, так как виртуальная машина считает ссылки для каждого объекта, хранит его атрибуты и т.д. и т.п. Таким образом массив b может занимать в памяти в полтора, а то и в два раза больше места чем массив a.

Чтобы все еще стало понятней, лучше немного попрактиковаться

Данная программа генерирует следующий вывод:

По существу шаги 1 и 2 выполняются в 9 строке программы.

Строки 12-15 лишь выводят значения элементов первого индекса массива, где содержаться указатели на массивы значений int. Но на данный момент там еще значения null, так как им еще не были присвоены ссылки на массивы со значениями int.

После создания массивов int (строки 18-21), на третьем шаге мы видим что теперь в первом индексе, то есть в массиве содержащем ссылки на массивы int уже находятся ссылки на эти массивы.

И теперь если обратиться по обоим индексам массива multiplicationTable, то мы увидим что массивы int были заполнены значениями по умолчанию для данного типа, то есть нулями.

Ключевое слово new автоматически выполняет инициализацию элементов массива значениями по умолчанию.

Ну и затем мы просто присвоили значения каждому элементу массива, которое соответствует результату умножения индексов данного элемента и выводим их на консоль. Это можно сделать и более красиво отформатировав вывод, но это мы пока еще не изучали, поэтому вернемся к этому вопросу чуть позже.

При работе с многомерными массивами в Java очень важно понять, что первые индексы многомерных массивов содержат только массивы ссылок, и только последний (самый правый) индекс содержит непосредственно элемент данных типа объявленного для массива.

То есть в Java можно объявить и более чем двумерные массивы. Например:

int

[][][] dim3D;

И тут очень важно понимать, что первый индекс данного массива, содержит массив ссылок, на второй индекс данного массива, который в свою очередь тоже содержит массив ссылок на массивы значений int.

То есть если в данном случае мы попробуем вывести на консоль значение int[1][1], то мы получим адрес ссылки, то есть примерно то же, что и на шаге 3 в предыдущем примере. И только по полному индексу int[1][1][1] мы сможем получить значение элемента массива типа int.

Если так же рассмотреть предыдущий пример, то код приведенный ниже вызовет ошибку компиляции:

int

[][] multiplicationTable = new int[10][];
multiplicationTable[0] = 10; // ошибка компиляции

Не смотря на то что 10 является значением int, данный код не будет скомпилирован и будет выдана ошибка: cannot convert from int to int[]. Это произошло потому, что ожидается, что данный элемент массива будет хранить ссылку на объект, а не сам объект. Строка 12 в следующем примере, как раз и демонстрирует этот момент, как сделать чтобы не было ошибки.

В тоже время нижеприведенный код не вызовет ошибки компиляции, но вызовет ошибку во время исполнения: NullPointerException.

int

[][] multiplicationTable = new int[10][];
multiplicationTable[0][0] = 10; // ошибка во время исполнения

Это происходит потому, что не был создан объект, в данном случае массив int-ов. То есть мы создали массив хранящий ссылки, на массивы int-ов, но сами эти массивы мы еще не создали, поэтому обращение к несуществующему объекту вызывает данную ошибку. Строка 19 из предыдущего примера, как раз показывает пример правильного создания объектов (массивов), на которые ссылается первый индекс. Ключевое слово new, так же служит и для создания и инициализации вложенных массивов.

В последнем примере, мы создали массив ссылок, но не создали массив int-ов, поэтому к нему и не возможно обратиться. Это можно исправить следующим кодом:

int

[][] multiplicationTable = new int[10][];
multiplicationTable[0] = new int [10];
multiplicationTable[0][0] = 10; // нет ошибки

Все правила создания массивов, которые мы рассматривали ранее, справедливы и для много мерных массивов, то есть должны присутствовать все стадии: объявление, создание и инициализация.

Как уже упоминалось в Java можно создавать массивы любой размерности:

float

[][][] globalTemperatureData = new float[360][180][100];

Если вы создаете многомерные массивы, вам необязательно указывать все измерения массива – важно задать только крайнее слева измерение или измерения. Например, разрешены такие строки:

float

[][][] globalTemperatureData = new float[360][][];
float[][][] globalTemperatureData = new float[360][180][];

Но такие варианты ошибочны:

float

[][][] globalTemperatureData = new float[360][][100]; // Ошибка!
float[][][] globalTemperatureData = new float[][180][100]; // Ошибка!

Еще раз напомню, что очень важно понять, что первые индексы (измерения) массивов содержат только ссылки, и не могут содержать объекты объявленного для массива типа, их содержит только крайнее левое измерение (индекс).

Подобно одномерным массивам, многомерные массивы можно инициализировать при помощи массива-литерала. Нужно просто вложить массивы в другие массивы, применяя множество вложенных фигурных скобок. Пример ниже создает массив products[5][5]:

int

[][] products = { { 0, 0, 0, 0, 0 },
                             { 0, 1, 2, 3, 4 },
                             { 0, 2, 4, 6, 8 },
                             { 0, 3, 6, 9, 12 },
                             { 0, 4, 8, 12, 16 } };

Напомню, что такой синтаксис инициализации, можно использовать только при объявлении массива или при использовании анонимного массива, то есть массива без имени:

boolean

response = bilingualQuestion( question, new String[][] {{ «Yes», «No» },{ «Oui», «Non» } } );

Поскольку в Java многомерные массивы реализуются как массивы массивов,  вы можете использовать не только прямоугольные массвы. Например:

int

[][] triangle = {{1, 2, 3, 4, 5},
                          {6, 7, 8, 9},
                          {10, 11, 12},
                          {13, 14},
                          {15}};

Приведу еще одни пример небольшой магии с массивами в Java, чтобы углубить понимание данной темы.

Данная программа генерирует следующий вывод:

В строке 9 мы создаем и инициализируем одномерный массив. В 11 строке создаем двумерный массив. В 12 строке происходит магия. Если вы внимательно читали, все что было написано до сих пор то должны разобраться что произошло.

Поскольку, как я уже говорил, первые индексы многомерных массивов содержат ссылки на массивы, то в данном случае мы туда присвоили ссылку на одномерный массив oneD.

Если ли же что-то не понятно, то изучайте вывод данной программы, если вообще не понятно пишите комментарии к статье.

А пока добавлю еще немножко магии к предыдущей программе

Тут я добавил в строках 20 и 21 поясняющий вывод, что же сталось с массивами и как они выглядят после операции в строке 17.

Кроме этого были добавлены строки создания массива int-ов, для второго индекса массива twoD, то есть для индекса 1, а так же заполнения его значениями. Это строки 23-25.

Далее, строка 26, просто вывод массива twoD на консоль.

В 27 строке небольшая магия, мы присвоили ссылку на массив int-ов, которые только что создали в массиве twoD, массиву oneD.

Затем вывели содержимое массива oneD на консоль. И уже после этого адреса ссылок на массивы.

Цель этой программы продемонстрировать работу с массивами, и самое главное, понять разницу между объектом, в данном случае массивом, и ссылкой на объект.

Теперь наша программа генерирует следующий вывод:

А теперь поколдуем немножко с не прямоугольными массивами, дабы понять тему многомерных массивов в Java еще глубже.

Это пример работы с треугольным или ступенчатым массивом. На самом деле массивы int-ов могут быть произвольной длинны.

В 16 строке мы воспользовались стандартной библиотечным методом (Arrays.deepToString) SDK для вывода многомерных массивов на консоль, но как видно из вывода, данный метод выводит любой многомерный массив в строку, разделяя его размерности квадратными скобкам, что не очень наглядно.

Затем в цикле (строки 18-23) мы выводим треугольный массив более наглядным образом.

 

Следующий пример чуть интересней, будем превращать прямоугольный массив в треугольный.

В данной программе мы изначально имеем три массива: один одномерный и два двумерных, но с разным количеством элементов в строках – 2 и 3 соответственно.

Как видно на примере вывода данной программы справа, сперва мы выводим все три массива в их изначальном состоянии.

В строках 31 и 32 мы колдуем с массивом three и затем выводим результат нашего шаманства на консоль.

В результате, как-бы, получаем честный треугольный массив.

Как-бы, это потому, что на самом деле последние два индекса ссылаются массивы two и one.

А честный он потому, что нам придется с ним работать уже как с треугольным, так как, например, после магии мы уже не сможем обратиться к индексу three[2][2], поскольку получим ошибку во время исполнения программы ArrayIndexOutOfBoundsException. А как-бы он потому, что работая с индексами three[1] и three[2] мы на самом деле будем работать с массивами two и one соответственно.

Теперь рассмотрим простенький пример трехмерного массива. Следующая программа создает трехмерный массив размерности 3×4×5. Затем она инициализирует каждый элемент произведением его индексов и выводит все это дело на консоль.

Данная программа генерирует следующий вывод:

Вот такое у нас 3D

 

Ну и в завершение данного поста приведу программу сортировки двумерного массива пузырьком.

Первый алгоритм, это классика жанра, сортировка обычным пузырьком, второй алгоритм я написал забавы ради, что-бы показать как модифицированный алгоритм может повлиять на производительность и скорость вычислений.

Данная программа может принимать аргументы из командной строки и создавать двумерные массивы заданной размерности. Если аргументы не переданы то создается массив 10х10. Затем он заполняется случайными числами, копируется в массив который будет отсортирован первым алгоритмом, сортируется, выводится на консоль, затем несортированный снова копируется для сортировки, сортируется вторым алгоритмом и выводится на консоль.

Данная программа может сгенерировать следующие выводы:

Тут приведены примеры запусков без аргументов и с аргументами из командной строки.

Как видите разница между количеством итераций и перестановок в алгоритмах различается от двух и более раз.

Естественно при каждом запуске у данной программы будет разный вывод, так как числа хоть и псевдослучайные, но все же случайные.

Объяснять отличие работы второго алгоритма немного ленно. Постарайтесь разобраться сами.

Если не получится и если сильно интересно, пишите вопросы в комментариях, дабы мне не тратить понапрасну время на объяснения тут.

В следующем посте разберем некоторые методы работы с массивами из стандартной библиотеки.

Java Array. Массивы в Java. Java для начинающих

Массив (англ. array) представляет собой мощный инструмент, позволяющий работать с большим количеством данных. Очевидно, что если вам в процессе работы вашего кода где-то нужно сохранить, к примеру, 100 значений, то делать для этого такое же количество переменных как минимум неразумно. Массив позволяет хранить большое количество значений под одним именем и обращаться к ним по соответствующему индексу. Понятие массивов является краеугольным камнем в изучении курса Java для начинающих. Ведь они являются основой для многих структур данных.

Поскольку Java это, прежде всего, ООП, по сравнению с массивами в других языках программирования java array имеет одну отличительную особенность – они представляются в виде объектов. Помимо прочих преимуществ, это избавляет от нужды следить за очисткой памяти, поскольку она освобождается автоматически.

Java: InputStream. Потоки ввода

В данной статье мы рассмотрим базовый класс для потоков ввода данных в Java — InputStream. Разберем…

Создание и манипуляции одномерными массивами

Одномерный массив представляется собой классический Java array и является совокупностью связанных общим именем элементов, каждому из которых соответствует определенный индекс. Способ объявления массива приведен на рисунке ниже.

Вначале объявляется тип Java array, который определяет тип значений, хранящихся в нем. Это может быть любой допустимый в Java тип данных. Далее идут имя массива и квадратные скобки, сообщающие компилятору, что данная переменная является массивом. Обратите внимание на важный факт. Квадратные скобки можно ставить как после базового типа массива, так и после имени массива. После знака равенства указывается оператор new, инициирующий выделение памяти под массив (так же, как и в случае с объектами), тип элементов, которые будут храниться в нем (должен быть совместим с базовым типом, объявленным ранее), и, наконец, их количество, указанное в квадратных скобках.

Управление данными: JavaScript join()

Строка — последовательность символов. Массив — совокупность элементов. Каждая из этих конструкций…

Нумерация элементов в Java array начинается с 0. Так, индекс первого элемента в данном массиве будет равен 0, а шестого – 5. Чтобы обратиться к конкретному элементу массива, например, пятому, достаточно указать имя массива и индекс элемента в квадратных скобках рядом с именем. Таким образом можно как присваивать значение элементу, так и извлекать его. Однако следует быть внимательным, поскольку если передать индекс, по которому не существует элемента, то возникнет ошибка.

Многомерные массивы в Java

Многомерные массивы представляют собой ряды одномерных, на которые ссылаются элементы других массивов. Иными словами, это массивы массивов. Наиболее простыми среди них являются двумерные. На их примере мы и попытаемся разобраться с понятием. Для наглядности на рисунке ниже приведены синтаксис и схема, описывающая структуру двумерного массива.

Как видим, синтаксис не особо отличается от одномерных массивов. Давайте разберем структуру. В первых скобках мы выделили место под 5 элементов. Эти элементы являются ничем иным как ссылками на отдельные массивы. При этом размер каждого из них определен числом во вторых скобках. По сути, аналогом двумерных массивов в математике являются матрицы. Обратите внимание, что помимо элементов, в памяти выделяется отдельное место, где хранится значение длины массива (length). Как правило, работа с многомерными массивами осуществляется посредством вложенных циклов for.

Java: исключения и их обработка

Как работают исключения в Java. Каким образом происходит их отлов и обработка, наиболее часто…

Нерегулярные массивы

Двумерный массив является массивом массивов. Это мы уже выяснили. Но могут ли массивы, содержащиеся в нем, иметь разную длину? Ответ – да, могут. Для этого в Java предусмотрена возможность объявлять двумерный массив специальным образом. К примеру, мы хотим создать двумерный массив, который хранил бы в себе три одномерных массива длиной 2, 3 и 4 соответственно. Объявляется он следующим образом:

intarr[][] = newint[3][];

Обратите внимание, что мы не указали число во вторых скобках. Определение размера массивов в arr делается так:

arr[0] = new int[2];

arr[1] = new int[3];

arr[2] = newint[4];

Обращаясь к элементу под индексом 0, указывающему на первый массив, мы объявляем его с размерностью 2. Под элементом с индексом 1 будет храниться массив размерностью 3, и так далее. Все довольно просто.

Альтернативный синтаксис объявления java array

Инициализировать массивы можно и непосредственно при их создании. Это довольно просто.

Обратите внимание на объявление массивов jerseyNumber и playerName.

В случае с двумерными массивами данное объявление выглядит так:

int[][] arr = {

{1, 2, 3},

{4, 5, 6},

{7, 8, 9}

}

Для этого вместо оператора new открываются фигурные скобки, в которых через запятую идет перечисление всех элементов. Java в этом случае автоматически выделяет память под них и индексирует их соответствующим образом.

Вспомогательный класс Arrays

Для работы с такими сущностями, как массивы в Java, в пакете java.util имеется специальный класс Arrays, который предоставляет множество статических методов, значительно облегчающих операции с ними. Перечень основных методов представлен на рисунке ниже.

Разберем некоторые самые полезные Java array методы:

— copyOf (массив, длина) – возвращает копию переданного массива соответствующей длины. Если переданная длина больше оригинального массива, то все «лишние» элементы заполняются значением по умолчанию (0, если простой тип, и null , если ссылочный).

— copyOfRange (массив, первый индекс, последний индекс) – не указанный на рисунке, но полезный метод. Он копирует часть переданного массива, определенную соответствующими индексами, начиная с первого и заканчивая последним.

— sort (массив) – сортирует элементы массива по возрастанию.

— fill (массив, значение) – заполняет переданный массив соответствующим значением.

— binarySearch (массив, значение) – возвращает индекс, под которым элемент с соответствующим значением находится в переданном отсортированном массиве. Если же такой элемент отсутствует, то возвращается отрицательное число.

Поскольку методы статические, то для их вызова не требуется создавать экземпляр класса Arrays. Они вызываются напрямую из него: Arrays.sort(arr).

Заключение

Мы рассмотрели наиболее важные аспекты относительно массивов, и для тех, кто только приступает к изучению Java для начинающих, этого хватит для базового понимания такой сущности, как массив, и основных приемов работы с ним. Конечно, практика даст больше понимания работы данного инструмента. Поэтом не поленитесь сделать несколько упражнений, манипулируя массивами различными способами.

Вспомогательный класс Array Java используется уже в «боевых» условиях, поэтому для начала рекомендуется учиться производить все основные операции с массивами вручную.

Массивы в Java — Темы масштабирования

Обзор

Массивы в Java — это непримитивных типов данных, которые хранят в памяти элементы сходного типа данных. Массивы в Java могут хранить в себе как примитивные, так и не примитивные типы данных. Существует два типа массивов: одномерные массивы имеют только одно измерение, а многомерные массивы имеют 2D, 3D и nD измерения.

Область применения статьи

• В этой статье определяются массивы в Java и различные способы их реализации и инициализации.
• Мы также узнаем, как перебирать элементы массива.
• Кроме того, мы подробно обсудили два типа массивов и способы передачи и извлечения массивов из метода.
• В статье также показано различие между массивами Java и массивами C++.
• Мы также рассмотрим преимущества и недостатки использования массивов в Java.

Введение в Array в Java

В этом цифровом мире хранение информации является очень важной задачей для программиста. Каждая маленькая часть информации должна быть сохранена в ячейке памяти для будущего использования. Вместо того, чтобы хранить сотни значений в разных сотнях переменных, используя массив, мы можем хранит все эти значения только в одной переменной . Чтобы часто использовать эти данные, мы должны присвоить имя, что делается переменной.

Массив — это однородный непримитивный тип данных , используемый для сохранения нескольких элементов (имеющих один и тот же тип данных) в определенной переменной.

Массивы в Java могут содержать примитивные типы данных (целое число, символ, число с плавающей запятой и т. д.) и непримитивные типы данных (объект). Значения примитивных типов данных хранятся в ячейке памяти, тогда как в случае объектов они хранятся в куче памяти.

Предположим, вам нужно написать код, который принимает оценки пяти учеников. Вместо того, чтобы создавать пять разных переменных, вы можете просто создать массив из пяти длин. В результате

так легко хранить и получать доступ к данным только из одного места , а также эффективно использовать память .

Как работают массивы в Java?

Как обсуждалось выше, массив — это структура данных или контейнер, в котором хранятся элементы одного и того же типа в последовательном формате.

Давайте используем приведенный выше пример, чтобы узнать, как массивы работают в java. Вот как мы можем реализовать программу для хранения пяти предметных оценок ученика:

Но что, если мы сохраним все эти пять переменных в одной переменной?

Ко всем вышеупомянутым пяти переменным можно получить доступ по индексу, указанному в квадратных скобках, который известен как переменные на основе индекса.

По умолчанию индекс всегда начинается с 0 . Итак, если у нас есть массив из 5 элементов, по умолчанию он будет иметь диапазон индексов от 0 до 4.

В приведенном выше примере первый элемент хранится по индексу 0, а последний — по 4-му индексу. На приведенной ниже диаграмме показано, как массив помещался в память компьютера.

Как создать и инициализировать массив в Java?

В каждой программе для использования массива его необходимо создать перед использованием. Для создания массива в Java нам нужны две вещи: тип данных и длина.

Как известно, массив — это однородный контейнер, который может хранить только данные одного типа. Следовательно, необходимо указать тип данных при его создании. Кроме того, нам также нужно указать количество элементов, которые будет хранить массив.

Синтаксис:

В отличие от других языков программирования, при объявлении массива в java мы можем поставить [] как до, так и после имени переменной.

Ключевое слово new имеет решающее значение для создания массива. Без его использования мы не можем создавать ссылочные переменные массива.

Пример:

Мы можем инициализировать массивы в Java двумя различными способами —

1. Инициализировать с использованием индекса — После успешного создания массива мы можем присвоить значение любому конкретному элементу, используя его индекс. Неназначенные элементы автоматически принимают значение по умолчанию типа данных массива. В данном случае 0 для целочисленного типа данных. С другой стороны, если мы попытаемся ввести больше значений, чем размер массива, это вызовет исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Пример:

2. Инициализировать при объявлении — Мы также можем инициализировать весь массив при его объявлении, просто используя фигурные скобки {}. Строка должна быть в кавычках, тогда как int, float и т. д. этого не требуют.

Пример:

Как изменить элемент массива?

Чтобы изменить значение в определенной позиции в массивах Java, обратитесь к индексу. Предоставляя значение индекса, мы сообщаем компилятору Java, где мы хотим изменить значение.

Для этого нам нужно использовать квадратную скобку [] с порядковым номером внутри нее. Если каким-то образом мы ввели номер индекса больше длины массива, то возникает исключение типа ArrayIndexOutOfBoundsException (подробнее об этом мы узнаем в этой статье).

Пример:

Давайте разберемся с программой на Java.

Вывод:

В приведенном выше примере кода мы создали массив типа int, инициализировав пять значений. После этого мы переназначили элемент массива с индексом [0] с 2 на 1, просто используя индекс, определенный массивом.

Перебор элементов массива

Для выполнения любой операции или отображения любых элементов мы использовали индекс. Но с помощью индекса мы можем реализовать только одну операцию за раз. Если нам необходимо изменить все элементы массива, мы должны написать операцию для каждого индекса.

Чтобы преодолеть эту ситуацию, у нас есть функция зацикливания в Java, которая следует принципу написать один раз и выполнить несколько раз.

Существует два способа перебора элементов массива.

1. Использование цикла for — При таком способе перебора элементов массива нам сначала нужна длина массива. Это можно сделать с помощью встроенного в Java свойства length. Если мы начнем цикл for с 0, то общая итерация будет равна длине массива — 1, а если мы начнем цикл for с 1, то общая итерация будет равна длине массива.

   Как показано на изображении выше, всего в массиве 9 значений, и мы начинаем цикл от 0 до 8.

Пример:

Результат:

В приведенном выше коде мы только что использовали цикл for для прохождения элемента массива.

Для количества итераций мы находим длину массива, используя свойство длины массива.

2. Использование цикла for-each — Таким образом, мы используем цикл for, но нам не нужна длина массива. Метод for-each гораздо проще перебирает элемент массива, чем цикл for-loop. При использовании цикла for-each нам нужно определить переменную того же типа, что и тип данных определенного массива. Если этого не сделать, компилятор выдаст ошибку времени компиляции, говорящую о несовместимых типах: строка не может быть преобразована в YourDefinedDataType 9.0011

Пример:

Вывод:

Приведенный выше код можно прочитать для каждого — для каждого элемента String в strArray, выведите значение i .

Помимо двух описанных выше методов цикла, мы также можем использовать цикл while для обхода.

Типы массивов в Java

В Java существует два типа массивов:

1. Одномерный массив
2. Многомерный массив

1.

Одномерный массив

Массив, который имеет только один нижний индекс или одно измерение, называется одномерным массивом. Это просто список переменных одного типа данных.

Одномерный массив может состоять либо из одной строки и нескольких столбцов, либо из нескольких строк и одного столбца. Например, оценки учащегося по пяти предметам указывают на одномерный массив.
Пример:

Во время выполнения приведенной выше строки JVM (виртуальная машина Java) создаст пять блоков в пяти разных местах памяти, представляющих метки[0], метки[1], метки[2], метки[3]. , и отметки[4].

Мы также можем определить одномерный массив, сначала объявив массив, а затем выполнив выделение памяти с помощью нового ключевого слова.
Пример:

Давайте посмотрим, как мы можем реализовать одномерный массив в Java.

Выходные данные:

В приведенном выше примере кода мы создали одномерный массив с именем strArray, который имеет только одну строку и несколько столбцов.

2. Многомерный массив

Не во всех случаях мы реализуем одномерный массив. Иногда нам требуется создать массив внутри массива.

Предположим, нам нужно написать программу, которая хранит пять разных предметов и оценки шестидесяти учеников. В данном случае нам нужно всего лишь реализовать 60 одномерных массивов длиной пять, а затем реализовать все эти массивы в одном массиве. Следовательно, мы можем создать двумерный массив с пятью столбцами и 60 строками.

Многомерный массив — это просто массив массивов, представляющий несколько строк и столбцов. Эти массивы включают типы 2D, 3D и nD. Двумерные данные, такие как таблицы и матрицы, могут быть представлены с использованием этого типа массива.

Для реализации многомерного массива нужно добавить две квадратных скобки вместо одной.
Пример:

Если мы хотим изменить какое-либо конкретное значение, нам нужно использовать две квадратные скобки, первая из которых представляет строки, а вторая — столбцы.

Теперь давайте разберемся с многомерным массивом на известном примере умножения матриц.

Результат:

Умножение матриц — очень известный пример двумерного массива. В приведенном выше коде мы объявили два массива размером 3×3. Затем мы создали еще один массив с такими же размерами для хранения результата. Позже мы реализовали логику умножения матриц.

Массивы объектов

Как следует из названия, массив объектов представляет собой не что иное, как список объектов, хранящихся в массиве. Обратите внимание, что он не хранит объекты в массиве, а сохраняет ссылочную переменную этого объекта. Синтаксис будет таким же, как и выше.

Пример:

После выполнения приведенного выше оператора будет создан массив объектов класса Student длиной 3 ссылки studentObj. Для каждой ссылки на объект нам нужно реализовать объект с помощью new.

Давайте лучше разберемся с программой на Java.

Вывод:

Как вы можете видеть в приведенном выше коде, мы сначала объявили массив объектов длиной три, которые создают три переменных ссылки на объект obj[0], obj[1] и obj[ 2]. А затем инициализировал каждую ссылку на объект с помощью нового ключевого слова.

Передача массивов в методы

Аналогичным образом мы передаем переменные в качестве параметра и также можем передавать массивы в методы. При передаче мы не требуем добавления квадратной скобки с именем массива, но требуем ее в формальных параметрах.

При передаче массива при вызове методов не требуется указывать размер массива. Если вы это сделаете, он выдаст ошибку времени компиляции.

Обратите внимание, что не обязательно использовать то же имя переменной массива в параметре функции, что и имя массива. Мы можем использовать любое имя, какое захотим. Но не забудьте определить переменную параметра с тем же типом данных, который определен в массиве в основной функции, иначе вы увидите ошибку компиляции.

Давайте лучше разберемся с небольшой программой на Java.

Вывод:

В приведенном выше коде мы создали статическую функцию, в которую мы передали массив myArray из основной функции. Обратите внимание, что при передаче массива не требуется использовать скобки [] , но в параметрах функции нам нужно использовать скобки [] для определения массива.

Возврат массивов из методов

Иногда нам нужно передать массив методу для выполнения некоторых операций, и мы хотим, чтобы этот измененный массив был возвращаемым значением функции.

Мы уже узнали, как передавать массивы в методы. Давайте теперь посмотрим, как отправлять массивы обратно из функции, используя ключевое слово return.

Давайте лучше разберемся с небольшой программой на Java.

Вывод:

Подобно тому, как мы определили тип данных функции в соответствии с типом возвращаемого значения в массиве, нам также необходимо определить функцию с типом данных массива. Мы сделали то же самое в приведенном выше коде, определили функцию doMultiplication() типа int[] и сохранили результат этого метода в массиве типа int multipleArr.

Анонимный массив в Java

Как следует из названия, массивы без имени в Java называются анонимными массивами. Этот тип массива используется только тогда, когда нам требуется массив немедленно. Мы также можем передать этот массив любому методу без какой-либо ссылочной переменной.

Так как анонимные массивы не имеют ссылочных переменных, мы не можем получить доступ к его элементу, хотя можем использовать его целиком для нашей логики.

Основной причиной создания анонимного массива является возможность мгновенной реализации и использования массива.

Синтаксис:

Пример:

Примечание: В анонимном массиве нам не нужно указывать размер внутри [], но количество значений, которые мы помещаем внутрь {}, становится размером массива .

ArrayIndexOutOfBoundsException

До сих пор мы видели, как получить доступ к определенному элементу массива и перебрать все элементы массива. Но что, если по ошибке мы попытаемся получить доступ к значению индекса, которое больше длины массива или отрицательно?

В этой ситуации JVM генерирует исключение времени выполнения ArrayIndexOutOfBoundsException , которое указывает на массив, доступ к которому осуществляется с помощью недопустимого индекса.

Если в приведенном выше примере мы попытаемся получить доступ к валютам[5], система выдаст нам исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Пример:

Вывод:

В приведенном выше коде мы видим, что все работает нормально до инициализации индекса [4]. Но когда мы попытались инициализировать значение массива по индексу [6], компилятор выдал исключение, потому что у нас есть массив только с длиной пять.

Клонирование массивов в Java

Клонирование массива в Java — это не что иное, как создание нового массива, в который данные копируются из существующего с помощью свойства clone().

Синтаксис:

Пример:

Вывод:

При клонировании многомерного массива выполняется поверхностная копия . путем создания нового единого массива, в котором каждый элемент ссылается на исходный массив.

Пример:

Вывод:

Как мы видим, мы клонировали 2D-массив cloneArray из myArray. Хотя оба массива не одинаковы, их элементы указывают на одно и то же значение.

Разница между массивом Java и массивом C++

Помимо поведения массивов, между C++ и Java существует множество различий в отношении массивов.

• Прежде всего, когда мы объявляем массив в C++, выделяется память для массива. С другой стороны, когда мы объявляем массив в Java, мы объявляем только ссылочную переменную, которая будет указывать на элемент массива после инициализации массива с использованием нового ключевого слова.

• Всякий раз, когда мы пытаемся получить доступ к элементу, используя индекс меньше 0 или больше длины массива, JVM прерывает программу, вызывая исключение IndexOutOfBoundsException. В то же время C++ не имеет возможности обнаруживать такие ошибки. Следовательно, программа переходит в бесконечный цикл до тех пор, пока не будет превышена максимальная длина буфера.

• Что касается массива объектов, C++, скорее всего, реализует сконструированный массив объектов за одну операцию. С другой стороны, Java требует нескольких шагов для выполнения массива объектов.

• Как и массивы в Java, C++ не имеет свойства длины для вычисления длины массива каждый раз, когда мы этого хотим. Нам нужно сохранить длину массива в программе на C++.

Преимущества и недостатки массивов в Java

Преимущества

• Мы можем получить доступ к значению элемента массива случайным образом просто используя индекс, указанный массивом.
• Одновременно мы можем хранить множество значений в массивах.
• Стало легче создавать и работать с многомерными массивами.

Недостатки

• Массивы в Java не имеют встроенных методов удаления или добавления.
• В массивах Java нам нужно указать размер массива. Таким образом, может быть изменение потери памяти . Поэтому рекомендуется использовать ArrayList.
• Массивы в Java строго типизированы .

Заключение

• Массив в Java равен непримитивный тип данных , используемый для хранения нескольких значений одного и того же типа данных.
• Доступ к элементам массива возможен по индексу в диапазоне от 0 до длины массива — 1.
• Мы можем использовать для цикла и для каждого цикла для цикла по всем элементам массива.
• В Java есть два массива: Одномерный и Многомерный , где single имеет одно измерение, а multi включает в себя 2D, 3D и nD измерения.
• Аналогично примитивным типам данных мы также можем реализовать массив объектов в Java.
• Мы также научились передавать массив в методы и возвращать массив из методов.
• Массив без имени называется анонимным массивом , предназначенным для мгновенного использования.
• Мы обсудили дублирование массивов с помощью свойства clone() как для одномерных, так и для многомерных массивов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Что такое массив?

Массив — это однородный непримитивный тип данных, используемый для сохранения нескольких значений данных одного типа в определенной переменной.

2. Являются ли массивы ссылочными типами в Java?

Да. В Java массив представляет собой контейнер объектов, рассматриваемых как ссылки.

3. Являются ли массивы примитивными типами данных в Java?

Нет. Массивы в Java не являются примитивными типами данных. Но массив может содержать как примитивные, так и непримитивные переменные типа данных.

4. Можно ли увеличить размер массива в Java?

Нет. Как мы обсуждали ранее, нам нужно сначала указать его размер в Java. Как только мы объявим массив, мы не сможем изменить или обновить его размер во время выполнения.

Вызов Java из MATLAB (внешние интерфейсы/API)

Вызов Java из MATLAB (внешние интерфейсы/API)

Внешние интерфейсы/API

Работа с массивами Java

Вы можете передавать отдельные объекты Java в методы и из них или передавать их в виде массива, при условии, что метод ожидает их в такой форме. Этот массив должен быть либо массивом Java (возвращенным из другого вызова метода или созданным в MATLAB), либо, при определенных обстоятельствах, массивом ячеек MATLAB. В этом разделе описывается, как создавать массивы Java и управлять ими в MATLAB. В последующих разделах будет описано, как использовать массивы ячеек MATLAB в вызовах методов Java.

В этом разделе рассматриваются следующие темы:

• Как MATLAB представляет массив Java
• Создание массива объектов в MATLAB
• Доступ к элементам массива Java
• Назначение массиву Java
• Объединение массивов Java
• Создание новой ссылки на массив
• Создание копии массива Java

Как MATLAB представляет массив Java

Термин Java-массив относится к любому массиву объектов Java, возвращаемых при вызове конструктора или метода класса Java. Вы также можете создать массив Java в MATLAB, используя функцию javaArray . Структура массива Java существенно отличается от структуры матрицы или массива MATLAB. MATLAB по возможности скрывает эти различия, позволяя вам работать с массивами, используя обычный синтаксис команд MATLAB. Точно так же может быть полезно помнить о следующих различиях при работе с массивами Java.

Представление более чем одного измерения

Массив в языке Java является строго одномерной структурой, поскольку он измеряется только по длине. Если вы хотите работать с двумерным массивом, вы можете создать эквивалентную структуру, используя массив массивов. Чтобы добавить дополнительные измерения, вы добавляете к массиву дополнительные уровни, превращая его в массив массивов массивов и так далее. Вы можете захотеть использовать такие многоуровневые массивы при работе в MATLAB, поскольку это язык программирования на основе матриц и массивов.

MATLAB упрощает работу с многоуровневыми массивами Java, рассматривая их как матрицы и многомерные массивы, являющиеся частью самого языка. Вы получаете доступ к элементам массива массивов, используя тот же синтаксис MATLAB, который вы использовали бы, если бы работали с матрицей. Если бы вы добавили в массив больше уровней, MATLAB смог бы получить доступ к структуре и работать с ней, как если бы это был многомерный массив MATLAB.

В левой части следующего рисунка показаны одно-, двух- и трехмерные массивы Java. Справа от каждого указано, как тот же массив представляется вам в MATLAB. Обратите внимание, что одномерные массивы представлены как вектор-столбец.

Индексирование массива

Индексирование массива Java отличается от индексирования массива MATLAB. Индексы массива Java отсчитываются от нуля, индексы массива MATLAB отсчитываются от единицы. В программировании на Java вы получаете доступ к элементам массива y длины N , используя от y[0] до y[N-1] . При работе с этим массивом в MATLAB вы получаете доступ к тем же элементам, используя стиль индексации MATLAB от y(1) до y(N) . Таким образом, если у вас есть массив Java из 10 элементов, седьмой элемент получается с использованием y(7) , а не y[6] , как вы использовали бы при написании программы на Java.

Форма массива Java

Массив Java может отличаться от массива MATLAB общей формой . Двумерный массив MATLAB сохраняет прямоугольную форму, поскольку каждая строка имеет одинаковую длину, а каждый столбец — одинаковую высоту. Java-аналог этого, массив массивов, не обязательно придерживается этой прямоугольной формы. Каждый отдельный массив нижнего уровня может иметь разную длину.

Такая структура массива изображена ниже. Это массив из трех базовых массивов разной длины. Термин рваный обычно используется для описания такого расположения элементов массива, поскольку концы массива не совпадают равномерно. Когда метод Java возвращает массив со структурой этого типа, MATLAB сохраняет его в массиве ячеек.

Интерпретация размера массива Java

Когда функция MATLAB size применяется к простому массиву Java, количество возвращаемых строк равно длине массива Java, а количество столбцов всегда равно 1.

Определить размер массива массивов Java не так просто. Потенциально рваная форма массива, возвращаемого из Java, делает невозможным определение размера массива так же, как для прямоугольной матрицы. В неоднородном массиве Java нет ни одного значения, представляющего размер массивов более низкого уровня.

Когда функция size применяется к массиву массивов Java, результирующее значение описывает верхний уровень указанного массива. Для показанного здесь массива Java

size(A) возвращает размеры самого высокого уровня массива A. Самый высокий уровень массива имеет размер 3 на 1.

•  размер(А)
  ответ =
       3 1
   

Чтобы найти размер массива более низкого уровня, скажем, массива из пяти элементов в строке 3, обратитесь к строке явно.

Вы можете указать размер в команде size , используя следующий синтаксис. Однако вы, вероятно, найдете это полезным только для определения размера первого измерения, dim=1 , так как это будет единственное неунарное измерение.