详解Java中的数组与字符串相关知识
Java数组的定义和使用
如果希望保存一组有相同类型的数据,可以使用数组。
数组的定义和内存分配
Java中定义数组的语法有两种:
typearrayName[]; type[]arrayName;
type为Java中的任意数据类型,包括基本类型和组合类型,arrayName为数组名,必须是一个合法的标识符,[]指明该变量是一个数组类型变量。例如:
intdemoArray[]; int[]demoArray;
这两种形式没有区别,使用效果完全一样,读者可根据自己的编程习惯选择。
与C、C++不同,Java在定义数组时并不为数组元素分配内存,因此[]中无需指定数组元素的个数,即数组长度。而且对于如上定义的一个数组是不能访问它的任何元素的,我们必须要为它分配内存空间,这时要用到运算符new,其格式如下:
arrayName=newtype[arraySize];
其中,arraySize为数组的长度,type为数组的类型。如:
demoArray=newint[3];
为一个整型数组分配3个int型整数所占据的内存空间。
通常,你可以在定义的同时分配空间,语法为:
typearrayName[]=newtype[arraySize];
例如:
intdemoArray[]=newint[3];
数组的初始化
你可以在声明数组的同时进行初始化(静态初始化),也可以在声明以后进行初始化(动态初始化)。例如:
//静态初始化 //静态初始化的同时就为数组元素分配空间并赋值 intintArray[]={1,2,3,4}; StringstringArray[]={"微学苑","http://www.weixueyuan.net","一切编程语言都是纸老虎"}; //动态初始化 floatfloatArray[]=newfloat[3]; floatArray[0]=1.0f; floatArray[1]=132.63f; floatArray[2]=100F;
数组引用
可以通过下标来引用数组:
arrayName[index];
与C、C++不同,Java对数组元素要进行越界检查以保证安全性。
每个数组都有一个length属性来指明它的长度,例如intArray.length指明数组intArray的长度。
【示例】写一段代码,要求输入任意5个整数,输出它们的和。
importjava.util.*; publicclassDemo{ publicstaticvoidmain(String[]args){ intintArray[]=newint[5]; longtotal=0; intlen=intArray.length; //给数组元素赋值 System.out.print("请输入"+len+"个整数,以空格为分隔:"); Scannersc=newScanner(System.in); for(inti=0;i<len;i++){ intArray[i]=sc.nextInt(); } //计算数组元素的和 for(inti=0;i<len;i++){ total+=intArray[i]; } System.out.println("所有数组元素的和为:"+total); } }
运行结果:
请输入5个整数,以空格为分隔:1020152550
所有数组元素的和为:120
数组的遍历
实际开发中,经常需要遍历数组以获取数组中的每一个元素。最容易想到的方法是for循环,例如:
intarrayDemo[]={1,2,4,7,9,192,100}; for(inti=0,len=arrayDemo.length;i<len;i++){ System.out.println(arrayDemo[i]+","); }
输出结果:
1,2,4,7,9,192,100,
不过,Java提供了”增强版“的for循环,专门用来遍历数组,语法为:
for(arrayTypevarName:arrayName){ //SomeCode }
arrayType为数组类型(也是数组元素的类型);varName是用来保存当前元素的变量,每次循环它的值都会改变;arrayName为数组名称。
每循环一次,就会获取数组中下一个元素的值,保存到varName变量,直到数组结束。即,第一次循环varName的值为第0个元素,第二次循环为第1个元素......例如:
intarrayDemo[]={1,2,4,7,9,192,100}; for(intx:arrayDemo){ System.out.println(x+","); }
输出结果与上面相同。
这种增强版的for循环也被称为”foreach循环“,它是普通for循环语句的特殊简化版。所有的foreach循环都可以被改写成for循环。
但是,如果你希望使用数组的索引,那么增强版的for循环无法做到。
二维数组
二维数组的声明、初始化和引用与一维数组相似:
intintArray[][]={{1,2},{2,3},{4,5}}; inta[][]=newint[2][3]; a[0][0]=12; a[0][1]=34; //...... a[1][2]=93;
Java语言中,由于把二维数组看作是数组的数组,数组空间不是连续分配的,所以不要求二维数组每一维的大小相同。例如:
intintArray[][]={{1,2},{2,3},{3,4,5}}; inta[][]=newint[2][]; a[0]=newint[3]; a[1]=newint[5];
【示例】通过二维数组计算两个矩阵的乘积。
publicclassDemo{ publicstaticvoidmain(String[]args){ //第一个矩阵(动态初始化一个二维数组) inta[][]=newint[2][3]; //第二个矩阵(静态初始化一个二维数组) intb[][]={{1,5,2,8},{5,9,10,-3},{2,7,-5,-18}}; //结果矩阵 intc[][]=newint[2][4]; //初始化第一个矩阵 for(inti=0;i<2;i++) for(intj=0;j<3;j++) a[i][j]=(i+1)*(j+2); //计算矩阵乘积 for(inti=0;i<2;i++){ for(intj=0;j<4;j++){ c[i][j]=0; for(intk=0;k<3;k++) c[i][j]+=a[i][k]*b[k][j]; } } //输出结算结果 for(inti=0;i<2;i++){ for(intj=0;j<4;j++) System.out.printf("%-5d",c[i][j]); System.out.println(); } } }
运行结果:
256514-65 5013028-130
几点说明:
上面讲的是静态数组。静态数组一旦被声明,它的容量就固定了,不容改变。所以在声明数组时,一定要考虑数组的最大容量,防止容量不够的现象。
如果想在运行程序时改变容量,就需要用到数组列表(ArrayList,也称动态数组)或向量(Vector)。
正是由于静态数组容量固定的缺点,实际开发中使用频率不高,被ArrayList或Vector代替,因为实际开发中经常需要向数组中添加或删除元素,而它的容量不好预估。
Java字符串(String)
从表面上看,字符串就是双引号之间的数据,例如“微学苑”、“http://www.weixueyuan.net”等。在Java中,可以使用下面的方法定义字符串:
StringstringName="stringcontent";
例如:
Stringurl="http://www.weixueyuan.net"; StringwebName="微学苑";
字符串可以通过“+”连接,基本数据类型与字符串进行“+”操作一般也会自动转换为字符串,例如:
publicclassDemo{ publicstaticvoidmain(String[]args){ StringstuName="小明"; intstuAge=17; floatstuScore=92.5f; Stringinfo=stuName+"的年龄是"+stuAge+",成绩是"+stuScore; System.out.println(info); } }
运行结果:
小明的年龄是17,成绩是92.5
String字符串与数组有一个共同点,就是它们被初始化后,长度是不变的,并且内容也不变。如果要改变它的值,就会产生一个新的字符串,如下所示:
Stringstr="Hello"; str+="World!";
这个赋值表达式看起来有点像简单的接龙,在str后面直接加上一个“World!”字符串,形成最后的字符串“HelloWorld!”。其运行原理是这样的:程序首先产生了str1字符串,并在内存中申请了一段空间。此时要追加新的字符串是不可能的,因为字符串被初始化后,长度是固定的。如果要改变它,只有放弃原来的空间,重新申请能够容纳“HelloWorld!”字符串的内存空间,然后将“HelloWorld!”字符串放到内存中。
实际上,String是java.lang包下的一个类,按照标准的面向对象的语法,其格式应该为:
StringstringName=newString("stringcontent");
例如:
Stringurl=newString(http://www.weixueyuan.net);
但是由于String特别常用,所以Java提供了一种简化的语法。
使用简化语法的另外一个原因是,按照标准的面向对象的语法,在内存使用上存在比较大的浪费。例如Stringstr=newString(“abc”);实际上创建了两个String对象,一个是”abc”对象,存储在常量空间中,一个是使用new关键字为对象str申请的空间。
字符串操作
String对象有很多方法,可以方便的操作字符串。
1)length()方法
length()返回字符串的长度,例如:
Stringstr1="微学苑"; Stringstr2="weixueyuan"; System.out.println("Thelenghtofstr1is"+str1.length()); System.out.println("Thelenghtofstr2is"+str2.length());
输出结果:
Thelenghtofstr1is3 Thelenghtofstr2is10
可见,无论是字母、数字,还是汉字,每个字符的长度都是1。
2)charAt()方法
charAt()方法的作用是按照索引值获得字符串中的指定字符。Java规定,字符串中第一个字符的索引值是0,第二个字符的索引值是1,依次类推。例如:
Stringstr="123456789"; System.out.println(str.charAt(0)+""+str.charAt(5)+""+str.charAt(8));
输出结果:
169
3)contains()方法
contains()方法用来检测字符串是否包含某个子串,例如:
Stringstr="weixueyuan"; System.out.println(str.contains("yuan"));
输出结果:
true
4)replace()方法
字符串替换,用来替换字符串中所有指定的子串,例如:
Stringstr1="Theurlofweixueyuaniswww.weixueyuan.net!"; Stringstr2=str1.replace("weixueyuan","微学苑"); System.out.println(str1); System.out.println(str2);
输出结果:
Theurlofweixueyuaniswww.weixueyuan.net! Theurlof微学苑iswww.微学苑.net!
注意:replace()方法不会改变原来的字符串,而是生成一个新的字符串。
5)split()方法
以指定字符串作为分隔符,对当前字符串进行分割,分割的结果是一个数组,例如:
importjava.util.*; publicclassDemo{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Stringstr="wei_xue_yuan_is_good"; StringstrArr[]=str.split("_"); System.out.println(Arrays.toString(strArr)); } }
运行结果:
[wei,xue,yuan,is,good]
以上仅仅列举了几个常用的String对象的方法,更多方法和详细解释请参考API文档。