二维数组的基本概念与声明
在Java中，二维数组本质上是一个“数组的数组”，即每个元素本身也是一个数组，与一维数组不同，二维数组可以表示具有行和列结构的数据，例如矩阵、表格等，要使用二维数组，首先需要声明并初始化它，声明二维数组的基本语法有两种：数据类型[][] 数组名; 或 数据类型 数组名[][];，第一种语法更为常用，因为它更直观地体现了“数组的数组”这一特性。
声明一个整型二维数组可以写成：int[][] matrix; 或 int matrix[][];，需要注意的是，这两种声明方式在功能上是等价的，但推荐使用第一种，因为它可以避免与变量名混淆（如int[] a, b; 声明了两个一维数组，而int[] a[], b; 则声明了一个二维数组和一个一维数组，容易引发误解）。
二维数组的初始化方式
二维数组的初始化可以分为静态初始化和动态初始化两种方式，静态初始化是指在声明数组的同时直接为其赋值，int[][] matrix = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};，这种方式适用于已知数组元素的具体值时，代码简洁直观，在静态初始化中，可以省略new关键字,编译器会根据赋值的元素自动确定数组的大小。
动态初始化则是先声明数组，再通过new关键字分配内存空间并指定行数和列数，int[][] matrix = new int[3][4]; 表示创建一个3行4列的二维数组，所有元素被自动初始化为0（对于基本数据类型）或null（对于引用数据类型），如果只指定行数而不指定列数，例如int[][] matrix = new int[3][];，则需要为每一行单独分配内存空间，如matrix[0] = new int[4]; matrix[1] = new int[5]; matrix[2] = new int[3];，这种方式适用于数组大小在运行时才能确定的情况,灵活性更高。
二维数组的长度与维度获取
要获取二维数组的行数，可以直接使用数组的length属性，例如int rows = matrix.length;，需要注意的是，如果二维数组是“不规则的”（即每行的列数不同），获取列数时需要指定行，例如int cols = matrix[0].length;，如果数组可能为空或某些行的长度不同，则需要先进行非空检查，避免NullPointerException异常，获取第i行的列数时，应先判断matrix[i]是否为null，再使用matrix[i].length。
对于不规则二维数组，int[][] irregularMatrix = new int[3][]; irregularMatrix[0] = new int[2]; irregularMatrix[1] = new int[4]; irregularMatrix[2] = new int[3];，其行数为3，但各行的列数分别为2、4、3，在处理这类数组时，通常需要通过嵌套循环遍历每一行,再遍历该行的每一个元素。
二维数组的元素访问与遍历
访问二维数组的元素需要使用两个索引，分别表示行和列，matrix[1][2]表示访问第2行第3列的元素（索引从0开始），在访问元素时，必须确保索引不越界，即行索引在0到matrix.length-1之间，列索引在0到matrix[行索引].length-1之间,否则会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。
遍历二维数组通常使用嵌套循环，外层循环遍历行,内层循环遍历列。
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
System.out.print(matrix[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
对于不规则二维数组，内层循环的条件应为matrix[i].length，以确保遍历每一行的所有元素，Java 5引入的增强for循环（for-each循环）也可以用于遍历二维数组，
for (int[] row : matrix) {
for (int element : row) {
System.out.print(element + " ");
}
System.out.println();
}
这种方式代码更简洁,但无法直接获取元素的索引位置。
二维数组的常见操作与示例
创建并初始化二维数组
以下代码演示了如何创建一个3×3的二维数组并初始化为单位矩阵（对角线元素为1，其余为0）：
int[][] identityMatrix = new int[3][3];
for (int i = 0; i < 3; i++) {
identityMatrix[i][i] = 1;
}
打印二维数组
使用嵌套循环打印二维数组的所有元素：
int[][] matrix = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
System.out.print(matrix[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
计算二维数组的总和
遍历二维数组并累加所有元素：
int sum = 0;
for (int[] row : matrix) {
for (int element : row) {
sum += element;
}
}
System.out.println("Sum of all elements: " + sum);
转置二维数组
将二维数组的行和列互换,例如将3×2矩阵转为2×3矩阵：
int[][] original = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
int rows = original.length;
int cols = original[0].length;
int[][] transposed = new int[cols][rows];
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
transposed[j][i] = original[i][j];
}
}
二维数组的注意事项
- 内存分配：二维数组的每一行是独立的数组对象，因此可以有不同的长度，但在声明时指定列数（如new int[3][4]）会创建一个规则的二维数组,所有行的长度相同。
- 空指针异常：如果二维数组未初始化或某一行未分配内存，访问其元素会抛出NullPointerException，int[][] matrix = new int[3][]; matrix[0][0] = 1; // 抛出异常。
- 索引越界：访问不存在的行或列会导致ArrayIndexOutOfBoundsException，对于3×3的矩阵,matrix[3][0]或matrix[0][3]都会越界。
- 性能考虑：对于大型二维数组，嵌套循环遍历的时间复杂度为O(n*m)，其中n和m分别为行数和列数，在性能敏感的场景中,应避免不必要的遍历。
Java中二维数组的使用涉及声明、初始化、访问和遍历等多个环节，通过合理选择静态或动态初始化方式，可以灵活应对不同的数据存储需求，在操作二维数组时，必须注意空指针异常和索引越界等常见问题，以确保程序的健壮性，掌握二维数组的基本操作，如遍历、转置和计算，是处理矩阵、表格等结构化数据的基础，通过实践和练习,可以更深入地理解二维数组在Java编程中的应用场景和实现技巧。
