Arrays in Java: Eigenschaften, Verwendung und reale Szenarien

In diesem Artikel werden die Eigenschaften von Arrays in Java untersucht, z. B. ihre feste Größe, ihr effizienter Zugriff und ihre Typsicherheit, und sie werden gleichzeitig mit dynamischen Sammlungstypen wie ArrayList verglichen. Es bietet auch reale Szenarien wie das Speichern von Produktmengen, das Ändern der Tagestemperaturen und das Sortieren von Schülernoten, um praktische Anwendungen von Arrays in Java zu demonstrieren.

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In Java sind Arrays eine grundlegende Datenstruktur, die es Entwicklern ermöglicht, mehrere Werte desselben Typs in einer einzigen Variablen zu speichern. Arrays bieten aufgrund ihrer festen Größe und direkten Zugriffsmöglichkeiten eine effiziente Möglichkeit, Daten zu verwalten und zu bearbeiten. In diesem Artikel werden die Eigenschaften von Java-Arrays untersucht, sie mit anderen Sammlungstypen wie ArrayList verglichen und reale Szenarien vorgestellt, in denen Arrays nützlich sind. Das Verständnis der Eigenschaften und Anwendungen von Arrays ist für die Erstellung effizienter Java-Programme unerlässlich.

Unten finden Sie eine Liste der Array-Eigenschaften in Java:

• Feste Größe: Einmal definiert, kann die Größe eines Arrays nicht geändert werden.
• Geordnet: Arrays speichern Elemente in sequentieller Reihenfolge, was bedeutet, dass auf Elemente über ihren Index in konstanter Zeit zugegriffen werden kann.
• Effizienz: Der Zugriff auf jedes Element in einem Array ist ein Vorgang mit konstanter Zeit. Arrays haben einen sehr geringen Speicheraufwand, da sie einen einzigen Datentyp speichern.
• Einzeltyp: Java-Arrays sind typisiert, was bedeutet, dass sie nur Elemente desselben Datentyps speichern können, wie in der Array-Deklaration deklariert.

Arrays unterscheiden sich von ArrayList, bei denen es sich um Listen handelt, die Teil der Collection-Schnittstelle sind. Eine Schnittstelle in Java ist ein Referenztyp, ähnlich einer Klasse, der nur Konstanten, Standardmethoden, statische Methoden und verschachtelte Typen enthalten kann (Tutorials Point, ohne Datum). Im Fall der Collection-Schnittstelle umfasst es unter anderem Methoden wie add(), remove(), get() und size() (Oracle Doc., n.d.). Dadurch können verschiedene Arten von Listenklassen wie ArrayList, LinkedList und andere wie die Set-Klasse diese Methoden verwenden.

Beachten Sie, dass Arrays nicht Teil der Collection-Schnittstelle sind. Mit anderen Worten, ihnen sind keine Methoden zugeordnet.

Reale Szenarien für die Verwendung von Arrays

Szenario 1: Produktmengen in einem Geschäft lagern:
Ein Array kann verwendet werden, um die Mengen verschiedener Produkte in einem Geschäft zu verfolgen. Beispielsweise stellt jedes Element des Arrays die Menge eines bestimmten Produkts dar.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Stores product quantities
        int[] quantities = new int[4];   
        // Storing product quantities
        quantities[0] = 50;  
        quantities[1] = 30;  
        quantities[2] = 20;  
        quantities[3] = 40;  
        // Prints the product quantities
        for (int i = 0; i < quantities.length; i++) {
            System.out.println("Product " + (i + 1) + " Quantity: " 
                                                            +   quantities[i]);
        }
    }
}

Ausgaben:

Product 1 Quantity: 50
Product 2 Quantity: 30
Product 3 Quantity: 20
Product 4 Quantity: 40

Szenario-2:
Ein Array kann zum Speichern und Ändern der Tagestemperaturen verwendet werden.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Stores daily temperatures 
        int[] temperatures = {68, 70, 75, 72, 69, 71, 73};

        // Prints initial temperatures
        System.out.println("Initial daily temperatures:");
        printTemperatures(temperatures);

        // Modifies temperatures
        modifyTemperature(temperatures, 2, 78);
        modifyTemperature(temperatures, 5, 74);

        // Prints updated temperatures
        System.out.println("\nUpdated daily temperatures:");
        printTemperatures(temperatures);
    }

    // Method to print all temperatures
    public static void printTemperatures(int[] temperatures) {
        String[] days = {"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", 
                         "Friday","Saturday", "Sunday"};
        for (int i = 0; i < temperatures.length; i++) {
            System.out.println(days[i] + ": " + temperatures[i] + "°F");
        }
    }

    // Method to modify a temperature
    public static void modifyTemperature(int[] temperatures, int dayIndex, 
                                                               int newTemperature) {
        if (dayIndex >= 0 && dayIndex < temperatures.length) {
            temperatures[dayIndex] = newTemperature;
        } else {
            System.out.println("Invalid day index!");
        }
    }
}

Ausgaben:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Stores product quantities
        int[] quantities = new int[4];   
        // Storing product quantities
        quantities[0] = 50;  
        quantities[1] = 30;  
        quantities[2] = 20;  
        quantities[3] = 40;  
        // Prints the product quantities
        for (int i = 0; i < quantities.length; i++) {
            System.out.println("Product " + (i + 1) + " Quantity: " 
                                                            +   quantities[i]);
        }
    }
}

Szenario-3:
Ein Array kann verwendet werden, um die Noten der Schüler in einer bestimmten Klasse zu speichern und zu sortieren.

Product 1 Quantity: 50
Product 2 Quantity: 30
Product 3 Quantity: 20
Product 4 Quantity: 40

Ausgänge

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Stores daily temperatures 
        int[] temperatures = {68, 70, 75, 72, 69, 71, 73};

        // Prints initial temperatures
        System.out.println("Initial daily temperatures:");
        printTemperatures(temperatures);

        // Modifies temperatures
        modifyTemperature(temperatures, 2, 78);
        modifyTemperature(temperatures, 5, 74);

        // Prints updated temperatures
        System.out.println("\nUpdated daily temperatures:");
        printTemperatures(temperatures);
    }

    // Method to print all temperatures
    public static void printTemperatures(int[] temperatures) {
        String[] days = {"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", 
                         "Friday","Saturday", "Sunday"};
        for (int i = 0; i < temperatures.length; i++) {
            System.out.println(days[i] + ": " + temperatures[i] + "°F");
        }
    }

    // Method to modify a temperature
    public static void modifyTemperature(int[] temperatures, int dayIndex, 
                                                               int newTemperature) {
        if (dayIndex >= 0 && dayIndex < temperatures.length) {
            temperatures[dayIndex] = newTemperature;
        } else {
            System.out.println("Invalid day index!");
        }
    }
}

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Java-Arrays eine feste Größe haben und mehrere Werte desselben Typs speichern. Sie bieten einen effizienten, konstanten Zugriff auf Elemente mithilfe von Indizes und eignen sich daher für Szenarien, in denen Speicheraufwand und Geschwindigkeit eine Rolle spielen. Obwohl Arrays nicht die Flexibilität von Sammlungen wie ArrayList bieten, sind sie dennoch ein unschätzbar wertvoller Teil des Java-Toolkits für den effizienten Umgang mit geordneten Daten.

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Referenzen:

Oracle Doc. (o. J.). Sammlung (Java SE 21) [Java-Plattform, Standard Edition Java API-Spezifikation]. Orakel. Abgerufen von https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/docs/api/java.base/java/util/Collection.html/

Tutorials Point. (o. J.). Java-Schnittstellen. Tutorials Point. Abgerufen von https://www.tutorialspoint.com/java/java_interfaces.htm

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Ursprünglich veröffentlicht bei Alex.omegapy auf Medium, veröffentlicht von Level UP Coding am 16. Oktober 2024.

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