快速学习Java的多维数组技巧

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我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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前言

Java作为一门广泛应用于各行各业的开发语言，具有丰富的数据类型支持，其中多维数组是其重要的一种。多维数组可以更加方便地组织数据，提高Java应用程序的效率。本文将为大家介绍Java中多维数组的基本概念和常用操作，助力读者更好地掌握多维数组的使用技巧。

摘要

本文主要介绍Java中多维数组的概念、定义、初始化、访问、遍历等操作，通过实例展示多维数组在Java中的应用场景，以及其优缺点分析。

Java多维数组

简介

Java中的多维数组是指具有多个维度的数组，也就是数组中的每一个元素本身是一个数组。Java中可以定义二维数组、三维数组或者更高维度的数组。多维数组可以更直观地把数据组织成表格状或者立体状的数据结构，方便进行数据的操作和管理。

源代码解析

多维数组的定义

Java中多维数组的定义如下：

type [][] arrayRefVar;   // 声明多维数组
type arrayRefVar[][];   // 声明多维数组

其中type表示数据类型，arrayRefVar表示数组名，这里定义了一个二维数组。

代码分析：

这两行代码都是声明一个二维数组，其中 type 表示数组元素的数据类型。不同之处在于第一行的 arrayRefVar 是一个数组变量的名称，第二行的 arrayRefVar 是一个数组的类型名。

通常情况下，第一种声明方式更常用，因为它更能直观地体现出数组变量的含义。同时，第二种声明方式需要在其他地方再定义数组变量，才能使用这个数组类型名。

多维数组的初始化

Java中多维数组的初始化有两种方式：

动态初始化

动态初始化可以指定每个维度的长度，例如：

int[][] array = new int[3][4];  // 定义一个3行4列的二维数组

代码分析：

此代码定义了一个名为array的二维数组，它有3行和4列。它可以存储int类型的数据。这意味着它有3个一维数组，每个一维数组中有4个元素。可以使用以下方式来访问二维数组的元素：

array[0][0]代表第一个元素，它位于第一行第一列
array[1][2]代表第七个元素，它位于第二行第三列
array[2][3]代表第十二个元素，它位于第三行第四列

可以通过使用循环来遍历整个数组，例如：

for(int i=0; i<array.length; i++) {
    for(int j=0; j<array[i].length; j++) {
        System.out.print(array[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}

这将打印出整个数组的内容。

静态初始化

静态初始化需要指定数组中每个元素的值，例如：

int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6}};  // 定义一个二维数组并初始化

代码分析：

这段代码定义了一个名为array的二维数组，其包含两个一维数组，每个一维数组有三个元素。初始化的值为1、2、3、4、5、6。可以通过以下方式访问数组中的元素：

array[0][0] = 1
array[0][1] = 2
array[0][2] = 3
array[1][0] = 4
array[1][1] = 5
array[1][2] = 6

多维数组的访问

Java中多维数组的访问通过用方括号括起来的下标来实现，例如：

int[][] array = new int[3][4];  // 定义一个3行4列的二维数组
int val = array[1][2];  // 访问第2行第3列的元素

代码分析：

这段代码定义了一个3行4列的二维数组，即数组名为array，数组元素类型为int，其中第一个方括号[]表示数组的行数，第二个方括号[]表示数组的列数。然后，访问了该数组的第2行第3列的元素，并将其赋值给变量val。注意，二维数组的行和列都是从0开始计数的，因此array[1][2]表示的是第2行第3列的元素。

多维数组的遍历

Java中多维数组的遍历可以通过嵌套的for循环来实现，例如：

int[][] array = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
for(int i=0;i<array.length;i++){  // 外层循环控制行数
   for(int j=0;j<array[i].length;j++){  // 内层循环控制列数
       System.out.print(array[i][j]+" ");
   }
   System.out.println();
}

代码分析：

这段代码是一个嵌套循环，用于遍历一个二维数组并输出数组中的每一个元素。具体解释如下：

首先定义一个二维数组 array，并初始化为一个 3x3 的矩阵。
外层循环 for(int i=0;i<array.length;i++) 控制行数，变量 i 的初始值为 0，每次循环结束时 i 的值增加 1，直到 i 的值大于等于数组 array 的行数为止。
内层循环 for(int j=0;j<array[i].length;j++) 控制列数，变量 j 的初始值为 0，每次循环结束时 j 的值增加 1，直到 j 的值大于等于当前行数组 array[i] 的列数为止。
循环体中使用 System.out.print 方法输出数组中的每一个元素，并用空格隔开。注意，这里使用的是 array[i][j] 表示第 i 行、第 j 列位置上的元素。
每一行输出完毕后，内层循环结束，使用 System.out.println() 方法输出一个空行，换行符表示一行输出结束。
外层循环继续执行，重复执行步骤 3-5，直到输出完整个二维数组。

应用场景案例

多维数组在Java中的应用场景比较广泛，例如：

数独游戏：使用9X9的二维数组存储和操作数独游戏中的数字。
地图数据：使用多维数组存储和操作地图数据，例如游戏中的地图数据。
三维坐标系：使用三维数组处理三维坐标系的相关问题。

优缺点分析

Java中多维数组的优点：

可以直观地组织数据，方便数据的操作和管理。
可以更快地访问和操作数据，提高了程序的效率。

Java中多维数组的缺点：

多维数组容易造成内存浪费，因为Java中的多维数组是由多个一维数组组成的，每个一维数组都需要占用一定的内存空间。
多维数组的访问和操作比较复杂，需要嵌套的for循环实现。

类代码方法介绍

以下是一个二维数组的基本操作示例：

package com.example.javase.se.array;

/**
 * @Author ms
 * @Date 2023-11-14 21:11
 */
public class ArrayTest4 {

    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个3行4列的二维数组
        int[][] array = new int[3][4];
        // 动态初始化二维数组
        array[0][0] = 1;
        array[0][1] = 2;
        array[0][2] = 3;
        array[0][3] = 4;
        array[1][0] = 5;
        array[1][1] = 6;
        array[1][2] = 7;
        array[1][3] = 8;
        array[2][0] = 9;
        array[2][1] = 10;
        array[2][2] = 11;
        array[2][3] = 12;
        // 遍历二维数组
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            for(int j=0;j<array[i].length;j++){
                System.out.print(array[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

测试结果

根据如上测试用例，本地测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加更多的测试数据或测试方法，进行熟练学习以此加深理解。

在这里插入图片描述

测试代码分析

根据如上测试用例，在此我给大家进行深入详细的解读一下测试代码，以便于更多的同学能够理解并加深印象。

这段代码定义了一个名为 ArrayTest4 的类，其中包含一个主方法 main。在 main 方法中，先定义了一个 3 行 4 列的二维数组 array，并且分别给每个位置赋值。然后使用嵌套循环遍历整个二维数组，并将每个位置的值打印出来。

具体来说，定义了一个 int 类型的二维数组 array，使用了动态初始化的方式，即在定义数组的同时为数组分配空间，并为数组的每个位置赋值。然后使用两个 for 循环遍历二维数组，外层循环用于遍历行，内层循环用于遍历列。在遍历的过程中，使用 System.out.print 方法打印每个位置的值，并在每行的结尾处使用 System.out.println 方法换行，从而保证输出结果按照二维数组的形式展现。

测试用例

以下是一个测试用例，测试了二维数组的定义、初始化、访问和遍历操作：

测试代码演示

package com.example.javase.se.array;

/**
 * @Author ms
 * @Date 2023-11-14 21:11
 */
public class ArrayTest4 {

    public static void main(String[] args) {
        int[][] array = new int[2][3];  // 定义一个2行3列的二维数组
        // 动态初始化二维数组
        array[0][0] = 1;
        array[0][1] = 2;
        array[0][2] = 3;
        array[1][0] = 4;
        array[1][1] = 5;
        array[1][2] = 6;
        // 访问二维数组中的元素
        int val = array[1][2];
        // 遍历二维数组
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            for(int j=0;j<array[i].length;j++){
                System.out.print(array[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}