从零开始学习Java多维数组，一文教会你。

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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

在Java开发中，数组是一个非常重要的数据类型。与一维数组不同的是，多维数组可以看作是嵌套的一维数组，它是由多个一维数组组成的。掌握了多维数组的使用，可以提高我们的编程效率和代码质量。

摘要

本文将从多维数组的定义、声明、初始化、访问、应用场景等方面进行详细介绍。并通过源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、类代码方法介绍、测试用例等方式，帮助读者更好地理解并掌握多维数组的使用方法。

从零开始学习Java多维数组

简介

在Java中，多维数组是由多个一维数组嵌套而成的。多维数组的定义格式如下：

数据类型[][]…[] 数组名;

其中，数据类型表示数组中元素的类型，[]表示数组维度，数组名为定义的数组标识符。

源代码解析

1. 多维数组的声明和初始化

声明一个二维数组的方式如下：

int[][] arr;

初始化一个二维数组的方式如下：

int[][] arr = new int[3][4];

这样就创建了一个3行4列的二维数组。我们也可以通过循环来为数组赋初值：

int[][] arr = new int[3][4];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
  for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
    arr[i][j] = i * j;
  }
}

代码分析：

这段代码创建了一个二维数组arr，该数组有3行和4列。然后使用两个for循环对数组进行遍历，分别对每个元素进行赋值，赋值方式为i * j，其中i为行数，j为列数，每个元素的值都为其所在行数和列数的乘积。最终得到的数组为：

0 0 0 0
0 1 2 3
0 2 4 6

其中第一行和第一列的元素都是0，因为任何数乘以0都等于0。第二行和第二列的元素为该元素所在行数乘以列数的结果，第三行和第三列的元素同理。

2. 多维数组的访问

对于二维数组的访问，我们可以使用下标来访问：

int[][] arr = new int[3][4];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
  for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
    System.out.print(arr[i][j] + " ");
  }
  System.out.println();
}

输出结果为：

0 0 0 0 
0 1 2 3 
0 2 4 6

代码分析：

这段代码创建了一个二维整数数组 arr，其有3个行和4个列。然后使用嵌套的 for 循环来遍历数组，并将每个元素打印输出。外层循环遍历数组的行，内层循环遍历数组的列。数组中的每个元素默认都是0，因此输出结果为：

0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0

3. 多维数组的应用场景案例

多维数组主要应用于矩阵、图像等高维数据的处理。比如，在图像处理中，我们经常需要用二维数组来表示图像，其中每个元素代表一个像素点。而在某些科学计算中，我们还需要使用三维、四维甚至更高维的数组来进行数据处理。

4. 多维数组的优缺点分析

多维数组的优点在于可以方便地处理高维数据，比如图像、矩阵等等。同时，由于多维数组在内存中是连续存储的，因此访问效率较高。

然而，多维数组的缺点在于占用内存较大，尤其是在高维数组的情况下。同时，由于多维数组的声明和初始化较为繁琐，因此使用不当容易引起程序的错误。

5. 多维数组的类代码方法介绍

Java中提供了一些用于操作多维数组的类，比如Arrays类、System类等。

Arrays类提供了一些常用的数组操作方法，比如排序、查找等。我们可以使用Arrays.sort(arr)对数组进行排序，使用Arrays.asList(arr)将数组转化为List等。

System类则提供了一些有用的数组操作方法，比如数组拷贝、数组复制等。我们可以使用System.arraycopy(src, src_pos, dest, dest_pos, length)将源数组中从指定位置开始的指定长度的元素拷贝到目标数组的指定位置。

6. 多维数组的测试用例

下面是一个简单的二维数组测试用例：

测试代码演示

package com.example.javase.se.array;

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

    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = new int[3][4];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                arr[i][j] = i * j;
            }
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                System.out.print(arr[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

预计运行结果为：

0 0 0 0 
0 1 2 3 
0 2 4 6

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MultiDimensionalArrayTest的类。在main方法中，我们创建一个二维数组arr，它有3个数组元素和每个数组元素有4个整数元素。然后，我们使用两个for循环遍历数组，并将每个元素的值设置为其行数和列数的乘积。最后，我们再次使用两个for循环来遍历数组，并打印每个元素的值。输出结果将会是：

0 0 0 0

0 1 2 3

0 2 4 6

因为第一个数组元素的所有值都是0，第二个数组元素的每个元素都是其列数的值，第三个数组元素的每个元素都是其行数和列数的乘积。