詳解Java中的數組與字符串相關知識

2019-11-26 14:58:24

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Java數組的定義和使用
如果希望保存一組有相同類型的數據，可以使用數組。
數組的定義和內存分配

Java 中定義數組的語法有兩種：

  type arrayName[];  type[] arrayName;

type 為Java中的任意數據類型，包括基本類型和組合類型，arrayName為數組名，必須是一個合法的標識符，[ ] 指明該變量是一個數組類型變量。例如：

int demoArray[];int[] demoArray;

這兩種形式沒有區別，使用效果完全一樣，讀者可根據自己的編程習慣選擇。

與C、C++不同，Java在定義數組時并不為數組元素分配內存，因此[ ]中無需指定數組元素的個數，即數組長度。而且對于如上定義的一個數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 為數組的長度，type 為數組的類型。如：
demoArray=new int[3];
為一個整型數組分配3個int 型整數所占據的內存空間。

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];

數組的初始化

你可以在聲明數組的同時進行初始化（靜態初始化），也可以在聲明以后進行初始化（動態初始化）。例如：

// 靜態初始化// 靜態初始化的同時就為數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"};// 動態初始化float floatArray[] = new float[3];floatArray[0] = 1.0f;floatArray[1] = 132.63f;floatArray[2] = 100F;

數組引用

可以通過下標來引用數組：

  arrayName[index];

與C、C++不同，Java對數組元素要進行越界檢查以保證安全性。

每個數組都有一個length屬性來指明它的長度，例如 intArray.length 指明數組 intArray 的長度。

【示例】寫一段代碼，要求輸入任意5個整數，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;        // 給數組元素賦值    System.out.print("請輸入" + len + "個整數，以空格為分隔：");    Scanner sc = new Scanner(System.in);    for(int i=0; i<len; i++){      intArray[i] = sc.nextInt();    }        // 計算數組元素的和    for(int i=0; i<len; i++){      total += intArray[i];    }        System.out.println("所有數組元素的和為：" + total);  }}

運行結果：
請輸入5個整數，以空格為分隔：10 20 15 25 50
所有數組元素的和為：120
數組的遍歷

實際開發中，經常需要遍歷數組以獲取數組中的每一個元素。最容易想到的方法是for循環，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，專門用來遍歷數組，語法為：

for( arrayType varName: arrayName ){  // Some Code}

arrayType 為數組類型（也是數組元素的類型）；varName 是用來保存當前元素的變量，每次循環它的值都會改變；arrayName 為數組名稱。

每循環一次，就會獲取數組中下一個元素的值，保存到 varName 變量，直到數組結束。即，第一次循環 varName 的值為第0個元素，第二次循環為第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循環也被稱為”foreach循環“，它是普通for循環語句的特殊簡化版。所有的foreach循環都可以被改寫成for循環。

但是，如果你希望使用數組的索引，那么增強版的 for 循環無法做到。
二維數組

二維數組的聲明、初始化和引用與一維數組相似：

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，由于把二維數組看作是數組的數組，數組空間不是連續分配的，所以不要求二維數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（動態初始化一個二維數組）    int a[][] = new int[2][3];    // 第二個矩陣（靜態初始化一個二維數組）    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：
上面講的是靜態數組。靜態數組一旦被聲明，它的容量就固定了，不容改變。所以在聲明數組時，一定要考慮數組的最大容量，防止容量不夠的現象。
如果想在運行程序時改變容量，就需要用到數組列表(ArrayList，也稱動態數組)或向量(Vector)。
正是由于靜態數組容量固定的缺點，實際開發中使用頻率不高，被 ArrayList 或 Vector 代替，因為實際開發中經常需要向數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據，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，基本數據類型與字符串進行“+”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 3The lenght of str2 is 10

可見，無論是字母、數字，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：