1. 概述
Java中的多维数组是由不同大小的数组作为其元素的数组。它也被称为“数组的数组”或“参差不齐的数组”或“交错数组”。
在这个快速教程中，我们将更深入地了解如何定义和使用多维数组。
2. 创建多维数组
让我们从创建多维数组的方法开始：
2.1 速记形式
定义多维数组的一种简单方法是：
int[][] multiDimensionalArr = {{1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8, 9}};
在这里，我们一步声明并初始化了multiDimensionalArr。
2.2 声明然后初始化
我们首先声明一个大小为3的多维数组：
int[][] multiDimensionalArr = new int[3][];
在这里，我们省略了指定第二个维度，因为它会有所不同。
接下来，让我们进一步声明和初始化multiDimensionalArr中的相应元素：
multiDimensionalArr[0] = new int[] {1, 2};
multiDimensionalArr[1] = new int[] {3, 4, 5};
multiDimensionalArr[2] = new int[] {6, 7, 8, 9};
我们也可以简单地声明它的元素而不初始化它们：
multiDimensionalArr[0] = new int[2];
multiDimensionalArr[1] = new int[3];
multiDimensionalArr[2] = new int[4];
这些可以稍后被初始化，例如通过使用用户输入。
我们也可以使用java.util.Arrays.fill方法来初始化数组元素：
void initialize2DArray(int[][] multiDimensionalArray) {
for (int[] array : multiDimensionalArray) {
Arrays.fill(array, 7);
}
}
数组中的所有元素都使用相同的值进行初始化。
3. 内存表示
我们的multiDimensionalArr的内存表示是什么样的？
正如我们所知，Java中的数组只不过是一个对象，其元素可以是原始类型或引用。因此，Java中的二维数组可以被认为是一维数组的数组。
内存中的multiDimensionalArr看起来类似于：
显然，multiDimensionalArr[0]持有对大小为2的一维数组的引用，multiDimensionalArr[1]持有对另一个大小为3的一维数组的引用，依此类推。
通过这种方式，Java使我们能够定义和使用多维数组。
4. 遍历元素
我们可以像Java中的任何其他数组一样迭代多维数组。
让我们尝试使用用户输入迭代和初始化multiDimensionalArr元素：
void initializeElements(int[][] multiDimensionalArr) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
for (int outer = 0; outer < multiDimensionalArr.length; outer++) {
for (int inner = 0; inner < multiDimensionalArr[outer].length; inner++) {
multiDimensionalArr[outer][inner] = sc.nextInt();
}
}
}
在这里，multiDimensionalArr[outer].length是multiDimensionalArr中索引outer处数组的长度。
它帮助我们确保我们只在每个子数组的有效范围内寻找元素，从而避免ArrayIndexOutOfBoundException。
5. 打印元素
如果我们想打印多维数组的元素怎么办？
一种明显的方法是使用我们已经介绍过的迭代逻辑。这涉及遍历我们的多维数组中的每个元素(它本身就是一个数组)，然后遍历该子数组-一次一个元素。
另一个选择是使用java.util.Arrays.toString()辅助方法：
void printElements(int[][] multiDimensionalArr) {
for (int index = 0; index < multiDimensionalArr.length; index++) {
System.out.println(Arrays.toString(multiDimensionalArr[index]));
}
}
我们最终得到了干净简单的代码，生成的控制台输出如下所示：
[1, 2] [3, 4, 5] [6, 7, 8, 9]
6. 元素的长度
我们可以通过遍历主数组来找到多维数组中数组的长度：
int[] findLengthOfElements(int[][] multiDimensionalArray) {
int[] arrayOfLengths = new int[multiDimensionalArray.length];
for (int i = 0; i < multiDimensionalArray.length; i++) {
arrayOfLengths[i] = multiDimensionalArray[i].length;
}
return arrayOfLengths;
}
我们还可以使用Java Stream查找数组的长度：
Integer[] findLengthOfArrays(int[][] multiDimensionalArray) {
return Arrays.stream(multiDimensionalArray)
.map(array -> array.length)
.toArray(Integer[]::new);
}
7. 复制二维数组
我们可以使用Arrays.copyOf方法复制一个二维数组：
int[][] copy2DArray(int[][] arrayOfArrays) {
int[][] copied2DArray = new int[arrayOfArrays.length][];
for (int i = 0; i < arrayOfArrays.length; i++) {
int[] array = arrayOfArrays[i];
copied2DArray[i] = Arrays.copyOf(array, array.length);
}
return copied2DArray;
}
我们也可以通过使用Java Stream来实现：
Integer[][] copy2DArray(Integer[][] arrayOfArrays) {
return Arrays.stream(arrayOfArrays)
.map(array -> Arrays.copyOf(array, array.length))
.toArray(Integer[][]::new);
}
8. 总结
在本文中，我们了解了什么是多维数组、它们在内存中的表示以及我们定义和使用它们的方式。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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