Java数组的声明与初始化方法

技术背景

在Java编程中，数组是一种非常重要的数据结构，它可以存储相同类型的多个元素。了解如何正确声明和初始化数组是进行Java开发的基础，不同的声明和初始化方式适用于不同的场景，能够提高代码的效率和可读性。

实现步骤

一维数组

声明

int[] nums1; // 最佳实践
int []nums2;
int nums3[];

初始化

• 使用默认值

int[] nums = new int[3]; // [0, 0, 0]
Object[] objects = new Object[3]; // [null, null, null]

• 使用数组字面量

int[] nums1 = {1, 2, 3};
int[] nums2 = new int[]{1, 2, 3};
Object[] objects1 = {new Object(), new Object(), new Object()};
Object[] objects2 = new Object[]{new Object(), new Object(), new Object()};

• 使用for循环

int[] nums = new int[3];
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
    nums[i] = i; // 可以包含任何填充策略
}
Object[] objects = new Object[3];
for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
    objects[i] = new Object(); // 可以包含任何填充策略
}

• 使用for循环和Random

int[] nums = new int[10];
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
    nums[i] = random.nextInt(10); // 随机整数从0到9
}

• 使用Stream（Java 8及以后）

int[] nums1 = IntStream.range(0, 3).toArray(); // [0, 1, 2]
int[] nums2 = IntStream.rangeClosed(0, 3).toArray(); // [0, 1, 2, 3]
int[] nums3 = IntStream.of(10, 11, 12, 13).toArray(); // [10, 11, 12, 13]
int[] nums4 = IntStream.of(12, 11, 13, 10).sorted().toArray(); // [10, 11, 12, 13]
int[] nums5 = IntStream.iterate(0, x -> x <= 3, x -> x + 1).toArray(); // [0, 1, 2, 3]
int[] nums6 = IntStream.iterate(0, x -> x + 1).takeWhile(x -> x < 3).toArray(); // [0, 1, 2]
int size = 3;
Object[] objects1 = IntStream.range(0, size).mapToObj(i -> new Object()).toArray(Object[]::new);
Object[] objects2 = Stream.generate(() -> new Object()).limit(size).toArray(Object[]::new);

• 使用Random和Stream（Java 8及以后）

int size = 3;
int randomNumberOrigin = -10;
int randomNumberBound = 10;
int[] nums = new Random().ints(size, randomNumberOrigin, randomNumberBound).toArray();

多维数组

声明

int[][] nums1; // 最佳实践
int [][]nums2;
int[] []nums3;
int[] nums4[];
int nums5[][];

初始化

• 使用默认值

int[][] nums = new int[3][3]; // [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
Object[][] objects = new Object[3][3]; // [[null, null, null], [null, null, null], [null, null, null]]

• 使用数组字面量

int[][] nums1 = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
};
int[][] nums2 = new int[][]{
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
};
Object[][] objects1 = {
        {new Object(), new Object(), new Object()},
        {new Object(), new Object(), new Object()},
        {new Object(), new Object(), new Object()}
};
Object[][] objects2 = new Object[][]{
        {new Object(), new Object(), new Object()},
        {new Object(), new Object(), new Object()},
        {new Object(), new Object(), new Object()}
};

• 使用for循环

int[][] nums = new int[3][3];
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
    for (int j = 0; j < nums[i].length; j++) {
        nums[i][j] = i + j; // 可以包含任何填充策略
    }
}
Object[][] objects = new Object[3][3];
for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
    for (int j = 0; j < objects[i].length; j++) {
        objects[i][j] = new Object(); // 可以包含任何填充策略
    }
}

核心代码

以下是一些不同场景下数组声明和初始化的核心代码示例：

// 一维数组初始化示例
int[] oneDimArray = {1, 2, 3};

// 多维数组初始化示例
int[][] multiDimArray = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
};

// Java 8 Stream初始化示例
int[] streamArray = IntStream.range(0, 5).toArray();

最佳实践

• 使用推荐的声明方式：对于一维数组，推荐使用int[] nums的形式，能更清晰地表明这是一个数组类型。
• 根据场景选择初始化方式：如果需要创建固定值的数组，使用数组字面量是最简洁的；如果需要动态生成数组元素，使用循环或Stream会更合适。
• 注意多维数组的使用：多维数组本质上是数组的数组，在使用时要注意索引的范围，避免越界。

常见问题

• 数组越界异常：在访问数组元素时，如果使用的索引超出了数组的有效范围，会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。在使用数组时，要确保索引在0到array.length - 1之间。
• 数组赋值问题：当将一个数组赋值给另一个数组时，实际上是将引用赋值给了另一个变量，两个变量指向同一个数组对象。如果需要复制数组内容，需要手动遍历数组并复制每个元素。
• 使用反射创建数组：使用Array.newInstance方法创建数组时，需要注意类型的匹配，否则可能会抛出ClassCastException异常。