Java 中的数组：特征、用法和实际场景

本文探讨了 Java 中数组的特性，例如固定大小、高效访问和类型安全，同时将它们与 ArrayList 等动态集合类型进行比较。它还提供了现实生活中的场景，例如存储产品数量、修改每日温度、对学生成绩进行排序等，来演示数组在 Java 中的实际应用。

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在 Java 中，数组是一种基本数据结构，允许开发人员在单个变量中存储相同类型的多个值。由于其固定大小和直接访问功能，数组提供了一种管理和操作数据的有效方法。本文将探讨 Java 数组的特性，将它们与 ArrayList 等其他集合类型进行比较，并展示数组在现实生活中的用途。了解数组的属性和应用对于构建高效的 Java 程序至关重要。

下面列出了 Java 中的数组特性：

• 固定大小：一旦定义，数组的大小就无法更改。
• 有序：数组按顺序存储元素，这意味着可以在恒定时间内通过索引访问元素。
• 效率：访问数组中的任何元素都是一个恒定时间的操作。数组的内存开销非常低，因为它们存储单一类型的数据。
• 单一类型：Java 数组是类型化的，这意味着它们只能存储与数组声明中声明的数据类型相同的元素。

数组与ArrayList不同，ArrayList是列表，是集合接口的一部分。 Java 中的接口是一种引用类型，类似于类，只能包含常量、默认方法、静态方法和嵌套类型（Tutorials Point，n. d.）。对于集合接口，它包括 add()、remove()、get() 和 size() 等方法（Oracle 文档，n.d.）。这允许不同类型的列表类（例如 ArrayList、LinkedList 和其他类似 Set 类）使用这些方法。

请注意，数组不是集合接口的一部分。换句话说，它们没有与之关联的方法。

使用数组的现实场景

场景 1 在商店中存储产品数量：
数组可用于跟踪商店中不同产品的数量。例如，数组的每个元素代表特定产品的数量。

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]);
        }
    }
}

输出：

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

场景 2：
数组可用于存储和修改每日温度。

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!");
        }
    }
}

输出：

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]);
        }
    }
}

场景 3：
数组可用于存储和排序学生在特定班级的成绩。

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

输出

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!");
        }
    }
}

总而言之，Java 数组具有固定大小，它们存储相同类型的多个值。它们通过使用索引提供对元素的高效、持续的访问，使它们适合需要关注内存开销和速度的场景。虽然数组不提供像 ArrayList 这样的集合的灵活性，但它们仍然是 Java 有效处理有序数据工具包中非常宝贵的一部分。

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参考文献：

Oracle 文档。 （日期不详）。 集合 (Java SE 21) [Java 平台，标准版 Java API 规范]。甲骨文。检索自 https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/docs/api/java.base/java/util/Collection.html/

教程点。 （日期不详）。 Java 接口。教程点。检索自 https://www.tutorialspoint.com/java/java_interfaces.htm

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最初发表于 Alex.omegapy on Medium，由 Level UP Coding 于 2024 年 10 月 16 日发布。

以上是Java 中的数组：特征、用法和实际场景的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！