Java開發筆記（二十）一維數組的用法

以前介紹的各種變量都是單獨聲明的，假若要求定義相同類型的一組變量，則需定義許多同類型的變量，顯然耗時耗力且不宜維護。爲此，編程語言引入了數組的概念，每一個數組都由一組相同類型的數據構成，對外有統一的數組名稱，對內經過序號區分每一個數據元素。
數組類型由基本的變量類型擴展而來，在基本類型後面加上一對方括號，便造成了該類型對應的數組類別。在Java代碼中聲明數組變量有兩種形式，一種是在變量名稱後面添加方括號，例如「int primeNumbers[]」；另外一種是在類型後面添加方括號，例如「int[] primeNumbers」。兩種形式表達的涵義徹底一致，都是聲明一個名叫primeNumbers的整型數組，只是書寫習慣上存在區別。
聲明完數組變量，還得給它分配存儲空間。一個數組有多長，包含幾個元素，這須要程序員事先予以指定。分配數組空間的途徑有三種，說明以下：
一、利用語句「new 變量類型[數組長度]」分配空間，好比但願數組primeNumbers可以容納四個元素，則可經過下面這行語句實現：

		// 在方括號內填入數字，表示數組有多大
		primeNumbers = new int[4];

 

其中關鍵字new的意思是建立一塊存儲空間，方括號內部的數字表示該數組的元素個數。
二、在分配存儲空間的時候當即對數組進行初始化賦值，此時方括號中間不填數字，而在方括號後面添加花括號，而且花括號內部是以逗號分隔的一組數值。此時初始化賦值的代碼以下所示：

		// 方括號內留空，而後緊跟花括號，花括號內部是以逗號分隔的一組數值
		primeNumbers = new int[]{2, 3, 5, 7};

 

三、上面的第二種寫法，之因此方括號內沒填數字，是由於花括號裏已經肯定了具體的元素數量。既然程序可以自動推導元素的數量，那麼從元素值也能推知該元素的變量類型，如此一來花括號前面的「new int[]」徹底是冗餘的，因而就造成了如下的簡化寫法：

		// 如下是分配數組空間的第三種形式：賦值等號右邊直接跟着花括號
		primeNumbers = {2, 3, 5, 7};

 

以上的賦值等號右邊直接跟着花括號，花括號裏面有四個整型數字，這便告訴編譯器：該數組須要分配四個元素大小，而且每一個元素都是整型數值。

如今數組變量總算佔據一塊地盤，根據數組名稱加上元素序號，便可訪問對應位置的數組元素。獲取某個數組元素的格式形如「數組名稱[元素序號]」，譬如primeNumbers[0]表示獲取下標爲0的數組元素，Java代碼裏的下標0對應平常生活中的第一個，所以primeNumbers[0]指的就是第一個數組元素。這個數組元素的用法跟普通變量同樣，既能對它賦值，也能把它打印出來。若要打印數組內部的全部元素數值，則可經過循環語句實現，經過「數組名稱.length」獲取該數組的長度，而後依次打印長度範圍以內的全部元素。下面是聲明一個整型數組，並對每一個數組元素賦值，最後遍歷打印各元素的完整代碼例子：

		// 如下是聲明數組的第一種形式：「變量類型 數組名稱[]」
		int primeNumbers[];
		// 如下是分配數組空間的第一種形式
		// 在方括號內填入數字，表示數組有多大
		primeNumbers = new int[4];
		// 數組名稱後面的「[數字]」，就是數組元素的下標，表示當前操做的是第幾個數組元素
		primeNumbers[0] = 2; // 給下標爲0的數組元素賦值，下標0對應平常生活中的第一個
		primeNumbers[1] = 3; // 給下標爲1的數組元素賦值，下標0對應平常生活中的第二個
		primeNumbers[2] = 5; // 給下標爲2的數組元素賦值，下標0對應平常生活中的第三個
		primeNumbers[3] = 7; // 給下標爲3的數組元素賦值，下標0對應平常生活中的第四個
		// 下面經過循環語句依次讀出數組中的全部元素
		// 「數組名稱.length」表示獲取該數組的長度（數組大小）
		for (int i=0; i<primeNumbers.length; i++) {
			// 打印下標爲i的數組元素
			System.out.println("prime number = "+primeNumbers[i]);
		}

　　

數組的一個應用方向爲數學上的數列運算，好比常見的斐波那契數列。話說數學家斐波那契養了一對兔子，他發現兔子出生兩個月後就有繁殖能力，而且一對兔子每月能生產一對小兔子，那麼一年事後，總共有多少對兔子？這個兔子問題看起來得一個月一個月去數，第一個月只有一對小兔子；第二個月小兔子長成大兔子，但總共還是一對兔子；第三個月大兔子生下一對小兔子，加起來有兩對兔子；第四個月大兔子又生下一對新的小兔子，上個月的小兔子長成大兔子，這下共有三對兔子……這麼一路數到第十二個月，把每月的兔子數量狀況整理爲下面的一張表格。

上表所示的每個月兔子對數就構成了斐波那契數列，它的前12個數字依次爲：一、一、二、三、五、八、1三、2一、3四、5五、8九、144。仔細觀察發現該數列有個規律，從第三個數字開始，每一個數字都是前兩個數字之和，如3=2+一、5=3+二、8=5+3等等。因而大可沒必要絞盡腦汁去計算每月的兔子生育狀況，徹底能夠把這項工做交給計算機程序，讓Java代碼幫助咱們求解斐波那契數列。爲此先聲明一個大小爲12的整型數組，接着循環遍歷該數組，依次填入每一個元素的數值。按照上述思路編寫的程序代碼示例以下：

		// 聲明一個兔子數量（多少對）的數組變量
		int rabbitNumbers[];
		// 一年有12個月，故兔子數組大小爲12
		rabbitNumbers = new int[12];
		// 循環計算兔子數組在每月的兔子對數
		for (int i=0; i<rabbitNumbers.length; i++) {
			if (i < 2) { // 數列的頭兩個元素都是1
				rabbitNumbers[i] = 1;
			} else { // 從第三個元素開始，每一個元素都等於它的前面兩個元素之和
				rabbitNumbers[i] = rabbitNumbers[i-2] + rabbitNumbers[i-1];
			}
			int month = i+1;
			// 打印當前的月份和兔子對數
			System.out.println("第"+month+"個月，兔子對數="+rabbitNumbers[i]);
		}

 

最後運行這段整型數組的運算代碼，獲得下列的日誌記錄，從中可見斐波那契數列的前12個數字。

第1個月，兔子對數=1
第2個月，兔子對數=1
第3個月，兔子對數=2
第4個月，兔子對數=3
第5個月，兔子對數=5
第6個月，兔子對數=8
第7個月，兔子對數=13
第8個月，兔子對數=21
第9個月，兔子對數=34
第10個月，兔子對數=55
第11個月，兔子對數=89
第12個月，兔子對數=144