詳解Java中的數(shù)組與字符串相關知識
Java數(shù)組的定義和使用
如果希望保存一組有相同類型的數(shù)據(jù)，可以使用數(shù)組。
數(shù)組的定義和內存分配
Java 中定義數(shù)組的語法有兩種：
type arrayName[]; type[] arrayName;
type 為Java中的任意數(shù)據(jù)類型，包括基本類型和組合類型，arrayName為數(shù)組名，必須是一個合法的標識符，[ ] 指明該變量是一個數(shù)組類型變量。例如：
int demoArray[]; int[] demoArray;
這兩種形式?jīng)]有區(qū)別，使用效果完全一樣，讀者可根據(jù)自己的編程習慣選擇。
與C、C++不同，Java在定義數(shù)組時并不為數(shù)組元素分配內存，因此[ ]中無需指定數(shù)組元素的個數(shù)，即數(shù)組長度。而且對于如上定義的一個數(shù)組是不能訪問它的任何元素的，我們必須要為它分配內存空間，這時要用到運算符new，其格式如下：
arrayName=new type[arraySize];
其中，arraySize 為數(shù)組的長度，type 為數(shù)組的類型。如：
demoArray=new int[3];
為一個整型數(shù)組分配3個int 型整數(shù)所占據(jù)的內存空間。
通常，你可以在定義的同時分配空間，語法為：
type arrayName[] = new type[arraySize];
例如：
int demoArray[] = new int[3];
數(shù)組的初始化
你可以在聲明數(shù)組的同時進行初始化（靜態(tài)初始化），也可以在聲明以后進行初始化（動態(tài)初始化）。例如：
// 靜態(tài)初始化
// 靜態(tài)初始化的同時就為數(shù)組元素分配空間并賦值
int intArray[] = {1,2,3,4};
String stringArray[] = {"微學苑", "http://www.weixueyuan.net", "一切編程語言都是紙老虎"};
// 動態(tài)初始化
float floatArray[] = new float[3];
floatArray[0] = 1.0f;
floatArray[1] = 132.63f;
floatArray[2] = 100F;
數(shù)組引用
可以通過下標來引用數(shù)組：
arrayName[index];
與C、C++不同，Java對數(shù)組元素要進行越界檢查以保證安全性。
每個數(shù)組都有一個length屬性來指明它的長度，例如 intArray.length 指明數(shù)組 intArray 的長度。
【示例】寫一段代碼，要求輸入任意5個整數(shù)，輸出它們的和。
import java.util.*;
public class Demo {
public static void main(String[] args){
int intArray[] = new int[5];
long total = 0;
int len = intArray.length;
// 給數(shù)組元素賦值
System.out.print("請輸入" + len + "個整數(shù)，以空格為分隔：");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
for(int i=0; i<len; i++){
intArray[i] = sc.nextInt();
}
// 計算數(shù)組元素的和
for(int i=0; i<len; i++){
total += intArray[i];
}
System.out.println("所有數(shù)組元素的和為：" + total);
}
}
運行結果：
請輸入5個整數(shù)，以空格為分隔：10 20 15 25 50
所有數(shù)組元素的和為：120
數(shù)組的遍歷
實際開發(fā)中，經(jīng)常需要遍歷數(shù)組以獲取數(shù)組中的每一個元素。最容易想到的方法是for循環(huán)，例如：
int arrayDemo[] = {1, 2, 4, 7, 9, 192, 100};
for(int i=0,len=arrayDemo.length; i<len; i++){
System.out.println(arrayDemo[i] + ", ");
}
輸出結果：
1, 2, 4, 7, 9, 192, 100,
不過，Java提供了”增強版“的for循環(huán)，專門用來遍歷數(shù)組，語法為：
for( arrayType varName: arrayName ){
// Some Code
}
arrayType 為數(shù)組類型（也是數(shù)組元素的類型）；varName 是用來保存當前元素的變量，每次循環(huán)它的值都會改變；arrayName 為數(shù)組名稱。
每循環(huán)一次，就會獲取數(shù)組中下一個元素的值，保存到 varName 變量，直到數(shù)組結束。即，第一次循環(huán) varName 的值為第0個元素，第二次循環(huán)為第1個元素......例如：
int arrayDemo[] = {1, 2, 4, 7, 9, 192, 100};
for(int x: arrayDemo){
System.out.println(x + ", ");
}
輸出結果與上面相同。
這種增強版的for循環(huán)也被稱為”foreach循環(huán)“，它是普通for循環(huán)語句的特殊簡化版。所有的foreach循環(huán)都可以被改寫成for循環(huán)。
但是，如果你希望使用數(shù)組的索引，那么增強版的 for 循環(huán)無法做到。
二維數(shù)組
二維數(shù)組的聲明、初始化和引用與一維數(shù)組相似：
int intArray[ ][ ] = { {1,2}, {2,3}, {4,5} };
int a[ ][ ] = new int[2][3];
a[0][0] = 12;
a[0][1] = 34;
// ......
a[1][2] = 93;
Java語言中，由于把二維數(shù)組看作是數(shù)組的數(shù)組，數(shù)組空間不是連續(xù)分配的，所以不要求二維數(shù)組每一維的大小相同。例如：
int intArray[ ][ ] = { {1,2}, {2,3}, {3,4,5} };
int a[ ][ ] = new int[2][ ];
a[0] = new int[3];
a[1] = new int[5];
【示例】通過二維數(shù)組計算兩個矩陣的乘積。
public class Demo {
public static void main(String[] args){
// 第一個矩陣（動態(tài)初始化一個二維數(shù)組）
int a[][] = new int[2][3];
// 第二個矩陣（靜態(tài)初始化一個二維數(shù)組）
int b[][] = { {1,5,2,8}, {5,9,10,-3}, {2,7,-5,-18} };
// 結果矩陣
int c[][] = new int[2][4];
// 初始化第一個矩陣
for(int i=0; i<2; i++)
for(int j=0; j<3 ;j++)
a[i][j] = (i+1) * (j+2);
// 計算矩陣乘積
for (int i=0; i<2; i++){
for (int j=0; j<4; j++){
c[i][j]=0;
for(int k=0; k<3; k++)
c[i][j] += a[i][k] * b[k][j];
}
}
// 輸出結算結果
for(int i=0; i<2; i++){
for (int j=0; j<4; j++)
System.out.printf("%-5d", c[i][j]);
System.out.println();
}
}
}
運行結果：
25 65 14 -65 50 130 28 -130
幾點說明：
上面講的是靜態(tài)數(shù)組。靜態(tài)數(shù)組一旦被聲明，它的容量就固定了，不容改變。所以在聲明數(shù)組時，一定要考慮數(shù)組的最大容量，防止容量不夠的現(xiàn)象。
如果想在運行程序時改變容量，就需要用到數(shù)組列表(ArrayList，也稱動態(tài)數(shù)組)或向量(Vector)。
正是由于靜態(tài)數(shù)組容量固定的缺點，實際開發(fā)中使用頻率不高，被 ArrayList 或 Vector 代替，因為實際開發(fā)中經(jīng)常需要向數(shù)組中添加或刪除元素，而它的容量不好預估。
Java字符串(String)
從表面上看，字符串就是雙引號之間的數(shù)據(jù)，例如“微學苑”、“http://www.weixueyuan.net”等。在Java中，可以使用下面的方法定義字符串：
String stringName = "string content";
例如：
String url = "http://www.weixueyuan.net"; String webName = "微學苑";
字符串可以通過“+”連接，基本數(shù)據(jù)類型與字符串進行“+”操作一般也會自動轉換為字符串，例如：
public class Demo {
public static void main(String[] args){
String stuName = "小明";
int stuAge = 17;
float stuScore = 92.5f;
String info = stuName + "的年齡是 " + stuAge + "，成績是 " + stuScore;
System.out.println(info);
}
}
運行結果：
小明的年齡是 17，成績是 92.5
String字符串與數(shù)組有一個共同點，就是它們被初始化后，長度是不變的，并且內容也不變。如果要改變它的值，就會產(chǎn)生一個新的字符串，如下所示：
String str = "Hello "; str += "World!";
這個賦值表達式看起來有點像簡單的接龍，在str后面直接加上一個“World!”字符串，形成最后的字符串“Hello World!”。其運行原理是這樣的：程序首先產(chǎn)生了str1字符串，并在內存中申請了一段空間。此時要追加新的字符串是不可能的，因為字符串被初始化后，長度是固定的。如果要改變它，只有放棄原來的空間，重新申請能夠容納“Hello World!”字符串的內存空間，然后將“Hello World!”字符串放到內存中。
實際上，String 是java.lang包下的一個類，按照標準的面向對象的語法，其格式應該為：
String stringName = new String("string content");
例如：
String url = new String(http://www.weixueyuan.net);
但是由于String特別常用，所以Java提供了一種簡化的語法。
使用簡化語法的另外一個原因是，按照標準的面向對象的語法，在內存使用上存在比較大的浪費。例如String str = new String(“abc”);實際上創(chuàng)建了兩個String對象，一個是”abc”對象，存儲在常量空間中，一個是使用new關鍵字為對象str申請的空間。
字符串操作
String對象有很多方法，可以方便的操作字符串。
1) length() 方法
length() 返回字符串的長度，例如：
String str1 = "微學苑";
String str2 = "weixueyuan";
System.out.println("The lenght of str1 is " + str1.length());
System.out.println("The lenght of str2 is " + str2.length());
輸出結果：
The lenght of str1 is 3 The lenght of str2 is 10
可見，無論是字母、數(shù)字，還是漢字，每個字符的長度都是1。
2) charAt() 方法
charAt() 方法的作用是按照索引值獲得字符串中的指定字符。Java規(guī)定，字符串中第一個字符的索引值是0，第二個字符的索引值是1，依次類推。例如：
String str = "123456789"; System.out.println(str.charAt(0) + " " + str.charAt(5) + " " + str.charAt(8));
輸出結果：
1 6 9
3) contains() 方法
contains() 方法用來檢測字符串是否包含某個子串，例如：
String str = "weixueyuan";
System.out.println(str.contains("yuan"));
輸出結果：
true
4) replace() 方法
字符串替換，用來替換字符串中所有指定的子串，例如：
String str1 = "The url of weixueyuan is www.weixueyuan.net!";
String str2 = str1.replace("weixueyuan", "微學苑");
System.out.println(str1);
System.out.println(str2);
輸出結果：
The url of weixueyuan is www.weixueyuan.net! The url of 微學苑 is www.微學苑.net!
注意：replace() 方法不會改變原來的字符串，而是生成一個新的字符串。
5) split() 方法
以指定字符串作為分隔符，對當前字符串進行分割，分割的結果是一個數(shù)組，例如：
import java.util.*;
public class Demo {
public static void main(String[] args){
String str = "wei_xue_yuan_is_good";
String strArr[] = str.split("_");
System.out.println(Arrays.toString(strArr));
}
}
運行結果：
[wei, xue, yuan, is, good]
以上僅僅列舉了幾個常用的String對象的方法，更多方法和詳細解釋請參考API文檔。
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