что такое array в java
Что такое array в java
Массив (англ. Array) это объект, хранящий в себе фиксированное количество значений одного типа. Другими словами, массив — это нумерованный набор переменных. Переменная в массиве называется элементом массива, а ее позиция в массиве задается индексом. Например, нам нужно хранить 50 различных имен, согласитесь, неудобно для каждого имени создавать отдельную переменную, поэтому мы будем использовать массив. Нумерация элементов массива начинается с 0, а длинна массива устанавливается в момент его создания и фиксируется.
Для наглядности картинка, взятая мною с The Java Tutorial.
Для того чтобы создать массив нужно его объявить, зарезервировать для него память и инициализировать.
Объявление массива в Java
При создании массива в Java первым делом его нужно объявить. Это можно сделать следующим образом:
Можно также объявить массив так:
Однако, это не приветствуется соглашением по оформлению кода в Java, поскольку скобки обозначают то, что мы имеем дело с массивом и логичнее, когда они находятся рядом с обозначением типа.
Исходя из данного примера, мы объявили 2 массива с именами myFirstArray и mySecondArray. Оба массива будут содержать элементы типа int.
Подобным образом можно объявить массив любого типа:
Тип массива задается следующим образом type[], где type это тип данных содержащихся в нем элементов. Скобки являются специальным обозначением того, что переменные содержатся в массиве. Имя массива может быль любым, однако, оно должно соответствовать правилам именования переменных.
Массивы можно создавать не только из переменных базовых типов, но и из произвольных объектов.
При объявлении массива в языке Java не указывается его размер и не резервируется память для него. Происходит лишь создание ссылки на массив.
Резервация памяти для массива и его инициализация.
Далее, для объявленного myFirstArray, зарезервируем память при помощи ключевого слова new.
В нашем примере мы создали массив из 15 элементов типа int и присвоили его ранее объявленной переменной myFirstArray.
Объявлять имя массива и резервировать для него память также можно на одной строке.
При создании массива с помощью ключевого слова new, все элементы массива автоматически инициализированы нулевыми значениями. Для того, чтобы присвоить элементам массива свои начальные значения, необходимо провести его инициализацию. Инициализацию можно проводить как поэлементно
так и в цикле, с помощью индекса проходя все элементы массива и присваивая им значения.
Как видно из предыдущих примеров, для того, чтобы обратиться к элементу массива, нужно указать его имя и, затем, в квадратных скобках — индекс элемента. Элемент массива с конкретным индексом ведёт себя также, как и переменная.
Рассмотрим создание и инициализацию массива на следующем примере. В нем мы создаем массив, содержащий цифры 0-9 и выводим значения на консоль.
Упрощенная форма записи
Для создания и инициализации массива можно также использовать упрощенную запись. Она не содержит слово new, а в скобках перечисляются начальные значения массива.
Здесь длина массива определяется числом значений, расположенных между скобками и разделенных запятыми. Такая запись больше подходит для создания небольших массивов
Определение размера массива
Размер массива не всегда очевиден, поэтому для того, чтобы его узнать следует использовать свойство length, которое возвращает длину массива.
Данный код поможет нам узнать, что длина массива myColor равна 3.
Пример: Задано 4 числа, необходимо найти минимальное
Массивы в Java: создаём, заполняем, используем
Учимся работать с массивами в Java. Всё разбираем на примерах.
Массив — это структура данных, которая хранит набор пронумерованных значений одного типа.
Допустим, у нас есть класс из десяти учеников и нам нужно сохранить их оценки. Для этого можно создать десять переменных:
А если в нашем классе будет не десяток учеников, а в десять раз больше, не заводить же нам 100 переменных! На выручку приходят массивы.
Java-разработчик, преподаёт в Skillbox, осваивает машинное обучение.
Как объявить одномерный массив
С помощью квадратных скобок и специального слова new.
Такой синтаксис пришёл из языка C:
Но в Java предпочтительнее делать так:
Тип массива может быть любым (int, Integer, String, Date, byte, char, Long и так далее).
Инициализация массива по умолчанию
Объявим массив типа int из 10 элементов:
При подобной инициализации все элементы массива будут иметь значение по умолчанию. Для int это 0; для float и double — 0.0; для char — \0; для boolean — false, а для String и любого другого класса это null.
Размер массива (длина, протяжённость) определяется при объявлении, а изменить его можно только пересоздав массив.
Доступ к элементам массива
Начнём с одномерного массива. Каждый элемент в нём хранится под своим индексом.
Важно помнить, что в Java нумерация элементов массива начинается с 0. Поэтому индекс первого элемента равен 0, а у последнего определяется размером массива минус один.
Для доступа к элементу массива указывают имя массива и номер ячейки в квадратных скобках. Например, обратимся к первому элементу массива и выведем его значение:
В консоли мы получим число 0. Почему ноль — читайте выше, в пункте про инициализацию по умолчанию.
Заполним элементы массива. Для этого обратимся к каждому по индексу и присвоим значения с помощью оператора « =»:
Инициализация массива на этапе объявления
Теперь у нас есть массив, куда мы записали оценки десяти учеников. С этим уже удобнее работать, чем объявлять 10 переменных, но можно записать ещё короче:
Мы опустили размер массива, поставили фигурные скобки после квадратных и перечислили все значения через запятую. Размер массива теперь определяется числом элементов в фигурных скобках (в нашем случае их тоже 10).
Но нет предела совершенству:
После знака « =» остались только фигурные скобки с перечислением значений через запятую.
Обход одномерного массива
У массива в Java есть специальное поле length. Значение в нём нельзя изменить. Оно возвращает число элементов массива:
А раз мы знаем длину массива и что все его ячейки упорядочены, то остаётся обратиться к ним по очереди — в цикле:
С помощью счётчика в цикле for мы получаем индекс каждого элемента.
Напомним! Счётчик должен стартовать с 0, так как нумерация в массиве тоже начинается с 0.
И цикл будет продолжаться «пока счётчик меньше размера массива», а раз индекс последнего элемента на один меньше их количества, то выхода за границы массива в нашем цикле не произойдёт.
Массив можно обойти и в цикле foreach (подробнее о циклах):
И в обратном порядке:
Здесь счётчик стартует со значения на один меньше размера массива, и цикл продолжается «пока счётчик не меньше 0».
Можем пройтись и только по элементам с чётными индексами:
А вот как заполнить массив случайными значениями:
N-мерные массивы
Размерность массива определяется тем, сколько индексов нужно, чтобы однозначно указать на элемент в массиве.
Массивы бывают одномерными ( векторы), двумерными ( матрицы), трёхмерными и так далее. То есть можно создавать не просто массивы, но и массивы массивов, а также массивы массивов массивов и так далее.
Рассмотрим вариант с двумерным массивом. Остальные многомерные массивы создаются похоже.
Объявление двумерного массива
Чтобы создать двумерный массив, укажем его размеры в квадратных скобках:
Доступ к элементу подобного массива выглядит так:
Мы присвоили значение 2 элементу с индексами [0,1].
Для простоты представим двумерный массив в виде таблицы. Вот как выглядит наш массив (столбцы — это первый индекс в квадратных скобках, а строки — второй):
[0,0] = 0 | [1,0] = 0 | [2,0] = 0 |
---|---|---|
[0,1] = 2 | [1,1] = 0 | [2,1] = 0 |
[0,2] = 0 | [1,2] = 0 | [2,2] = 0 |
[0,3] = 0 | [1,3] = 0 | [2,3] = 0 |
Несложно представить двумерный массив таблицей, а трёхмерный — кубом, но вот с массивами большей размерности так уже не получится.
Массивы внутри массива в Java могут быть разной длины. Зададим двумерный массив, где размер третьего массива (по индексу второго) равен двум элементам, а размер всех остальных — трём:
Как помним, размер массива нам не изменить, но мы можем присвоить новый массив элементу с нужным индексом.
Если мы объявляем двумерный массив так:
то размер каждого вложенного массива будет равен четырём элементам.
А теперь заменим массив под индексом 1 (длиной в четыре элемента) массивом из двух элементов:
Как видно из примера, мы можем обращаться к внутренним массивам нашего двумерного массива, а не только к значениям в этих массивах.
Проверим, что размер массива под индексом 1 теперь равен двум элементам. Для этого используем цикл с выводом в консоль:
Для обхода элементов двумерного массива применяем уже два цикла:
Массивы в Java
Что такое массив в Java?
Ниже приводим Вам примеры массивов.
Пример №1
Как видите, мы создали целочисленный массив, который назвали array1 и присвоили три числа: 5, 17, 350
Пример №2
Как видите, мы создали строковый массив, который назвали array2 и присвоили слово «Java » и фразу «is the best». Причем мы их написали в двойных кавычках, потому что это массив типа String.
Любой массив имеет длину
Например, длина этого массива = 3. Потому что в массиве 3 числа: 5, 17, 350
А длина этого массива = 2. Потому что в массиве 2 значения: «Java » и «is the best»
Предлагаем теперь Вам ответить какая длина у этих 3 массивов?
Правильные ответы:
Длина этого массива 6. Потому что в этом массиве 6 чисел: 1, 8, 15, 30, 2, 3
Длина этого массива 2. Потому что в массиве 2 числа: 1 и 3
Длина этого массива 4. Потому что в массиве 4 слова: «Киев», «Львов», «Луцк», «Одесса».
А как сделать так, чтоб автоматически получать длину массива?
Например, у нас есть вот такой массив.
В результате создастся переменная k, в которой будет лежать значение 3.
Попробуйте запустить вот этот код, чтоб убедиться в этом на практике:
В любом массиве значения элементов сохраняются под порядковыми номерами (индексами)
Пример №1
Пример №2
Если Вы очень любите сладости, то можете представить массив в виде макаронов.
Как видно, длина массива из макаронов =3. И применяется та же логика к порядковым номерам (индексам) в массиве.
Давайте разберемся зачем в массиве значения элементов сохраняются под порядковыми номерами (индексами)?
А ответ очень и очень простой. Чтобы можно было обращаться к конкретным элементам массива по индексу. Поскольку из того, что мы в большую коробку хаотично накидаем другие коробки, толку мало. Нам нужно знать, где лежит маленькая коробка с тем, что нам нужно. По этому все, что мы кладем в большую коробку, имеет свой номер.
Для того, чтобы получить то, что лежит в маленькой коробочке, нам нужно обратится к ней по индексу. Для этого пишем название переменной (большая коробка), после чего без пробелов в квадратных скобках индекс коробки.
Давайте рассмотрим это на практике.
А как создать пустой массив?
Во всех предыдущих примерах мы создавали массив и сразу инициализировали его какими-то значениями. Однако есть возможность сначала создать массив нужного размера, а позже наполнять его значениями (если нам при создании не известно, какие значения там будут находиться). Например, врач говорит женщине, что у нее будет двойня, но какого пола будут дети пока не известно. Вот Вам массив на 2 элемента типа «ребенок», но значения пока не известны.
Чтобы создать такой массив, нужно воспользоваться ключевым словом new. Теперь создание массива будет выглядеть так:
тип [] название = new тип[размер];
Запомните, что тип до «равно» и после, если мы говорим о массиве из примитивных типов, должны быть одинаковыми!
В будущем мы увидим, что это правило может нарушаться, но это уже другая история.
Java-массив: что это такое и с чем его едят?
Для начала давайте разберемся с определением. Массив — это некая конструкция, с полями (переменными) одинакового типа, предназначенная для хранения информации. Этакий контейнер с нумерованными ячейками внутри, в каждую из которых мы помещаем данные. Причем в одной ячейке может быть только одно значение. Добраться до информации, хранящейся там, можно по номеру ячейки (индексу).
В языке Java массив может содержать только однотипные элементы. Массив int будет содержать целочисленные значения, в string будут строки, а массив, наполненный элементами определенного класса, будет хранить объекты этого класса.
Вывод: в Java-массиве нельзя смешивать типы полей.
Рассмотрим общие формы для объявления одномерного массива.
Объявление массива | Пример | Комментарий |
type variable_name [] | int anArray [] | Java-стиль |
type [] variable_name | int [] anArray | Стиль, перекочевавший в Java из языка программирования С |
При использовании такого объявления мы должны знать, что фактического массива пока не существует. Тут мы просто отправляем сообщение компилятору, о том, что поле anArray когда-нибудь будет приспособлено под массив с целыми числами. Чтобы связать anArray с реальным целочисленным массивом, нужно объявить его с помощью ключевого слова new :
В примере числовое значение в квадратных скобках показывает количество слотов под элементы массива. В нашем случае мы выделяем под массив десять ячеек памяти.
А вот другой способ, предоставляющий возможность устанавливать значения в массив непосредственно при его создании:
Здесь мы инициализировали пятиэлементный массив, содержащий числа от 1 до 5. При использовании этого метода нам не нужно указывать его длину.
Как узнать длину массива
Мы с вами разобрались, что длиной массива является число ячеек, выделенное для хранения данных, и эту длину невозможно будет изменить, когда массив уже создан. В Java счет элементов по порядку в массиве начинается не с единицы, а с нуля.
Как узнать длину массива
Инициализируем массив, работаем с его элементами
Теперь мы знаем, что такое массив, но как его использовать — пока непонятно. Как загружать в него информацию, а потом ее оттуда извлекать? Давайте разбираться.
В широком смысле массив — это самая важная структура данных в программировании. Сам компьютер — это не что иное, как набор массивов. Байт — это массив из восьми двоичных разрядов, а строка — это массив символов.
Разработчики используют массивы, потому что они работают быстро и позволяют напрямую обращаться к данным отдельного элемента за один компьютерный цикл независимо от размера массива.
Из-за операционной системы, виртуальной памяти и других факторов для извлечения элемента из массива может потребоваться несколько больше, чем один фактический компьютерный цикл. Но время извлечения первого элемента такое же, как и 100-го элемента и 500-тысячного. Никакая другая созданная нами структура данных не может быть быстрее, чем массив. Все «продвинутые» системы реализованы с их использованием.
Теперь давайте выясним особенности работы с этой полезной штукой. При объявлении создается массив в каждой ячейке которого — данные по умолчанию (это мы разобрали). Чтобы записать туда необходимые нам данные, нужно провести обряд инициализации, то есть присвоить каждой ячейке определенное значение.
Например, создадим массив, содержащий в себе четыре стороны света, и заполним его значениями:
Теперь совместим инициализацию с объявлением:
Выводим массив в консоль
Есть несколько способов перебора массивов, один из них — циклический, например, с помощью цикла for :
Многомерные Java-массивы
Массивы, у которых только один индекс называется одномерным, мы уже рассмотрели. Но в них можно помещать не только примитивные типы данных и ссылки на объекты, но и другие массивы. В таком случае их называют многомерными.
Давайте на примере выясним, что они из себя представляют. Предположим, нам нужен массив для хранения числа имеющихся свободных мест в кинотеатре. Вот визуальное представление того, о чем я говорю:
Структура многомерного массива в Java (здесь мы видим свободные места в кинотеатре)
Конечно в реальной жизни кинотеатр был бы больше, но этот нам как раз подойдет в качестве примера.
0 — означает, что место доступно, 1 — что занято. Мы также могли бы добавить еще и 2 для зарезервированных мест и так далее. Но пока ограничимся более простым примером.
Java не предоставляет никакой специальной поддержки для многомерных массивов, но мы можем легко объявить их как массив массивов. Это будет выглядеть вот так:
Первое число указывает количество столбцов, второе — количество строк. Все числовые массивы в Java автоматически инициализируются нулевыми значениями после объявления. Мы только что создали таблицу, полную нулей.
Мы будем вкладывать циклы по порядку, чтобы внешний цикл проходил по строкам, а внутренний — по столбцам текущей строки. После вывода строки в консоль мы должны разорвать ее, ведь оба цикла должны иметь разные управляющие переменные:
Иногда может быть полезно создать массив с большим количеством измерений. Например, трехмерный. Вернемся к примеру с кинотеатром. Теперь представим, что в нем несколько этажей. Схематично это будет выглядеть так:
Давайте создадим 3D-массив:
Доступ к элементам приведенного выше трехмерного массива мы можем получить, как и раньше, через индекс, но теперь нам нужно ввести три координаты:
Java.util.Arrays: готовые решения для обработки массивов
Наиболее часто используемые операции по работе с java-массивами:
Одним из самых удобных способов решения такого рода задач является использование класса Arrays пакета java.util. Рассмотрим на примере их реализацию:
Заключение: что мы узнали о java-массивах
Массивы в Java
Что такое массив?
Объявление массива
Как объявить массив?
Создание массива
Как создать массив?
Больше информации о массивах есть в статье “Кое-что о массивах”
Длина массива в Java
Инициализация массива и доступ к его элементам
Как вывести массив в Java на экран?
Одномерные и многомерные Java массивы
Полезные методы для работы с массивами
Для работы с массивами в Java есть класс java.util.Arrays (arrays на английском и означает “массивы”). В целом с массивами чаще всего проделывают следующие операции: заполнение элементами (инициализация), извлечение элемента (по номеру), сортировка и поиск. Поиск и сортировка массивов — тема отдельная. С одной стороны очень полезно потренироваться и написать несколько алгоритмов поиска и сортировки самостоятельно. С другой стороны, все лучшие способы уже написаны и включены в библиотеки Java, и ими можно законно пользоваться.
Вот три полезных метода этого класса
Сортировка массива
Поиск в массиве нужного элемента
Преобразование массива к строке
Пример на sort, binarySearch и toString
Больше о методах класса Array
Класс Arrays и его использование — в статье описаны некоторые методы класса Array
Главное о массивах
Главные характеристики массива: тип помещённых в него данных, имя и длина.
Последнее решается при инициализации (выделении памяти под массив), первые два параметра определяются при объявлении массива.
Размер массива (количество ячеек) нужно определять в int
Изменить длину массива после его создания нельзя.
Доступ к элементу массива можно получить по его индексу.
В массивах, как и везде в Java, элементы нумеруются с нуля.
После процедуры создания массива он наполнен значениями по умолчанию.
Массивы в языке Java устроены не так, как в C++. Они почти совпадают с указателями на динамические массивы.
Полезные материалы о массивах
Кое-что о массивах — хорошая подробная статья о массивах
Класс Arrays и его использование — в статье описаны некоторые методы класса Array
Многомерные массивы — подробная статья о многомерных массивах с примерами.
Возвращайте массив нулевой длины, а не null — автор “Эффекктивного программирования” Джошуа Блох рассказывает о том, как лучше возвращать пустые массивы