Java二维数组的基本定义与声明
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，二维数组可以表示行和列组成的表格结构，适用于矩阵、棋盘游戏地图等场景，声明二维数组的基本语法有两种形式：
// 方式一：先声明后初始化 数据类型[][] 数组名; 数组名 = new 数据类型[行数][列数]; // 方式二：声明时直接初始化 数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[行数][列数];
声明一个3行4列的整型二维数组：
int[][] matrix = new int[3][4];
需要注意的是,Java中二维数组的行数和列数可以不同，即“锯齿数组”。
int[][] jaggedArray = new int[3][]; jaggedArray[0] = new int[2]; // 第一行有2个元素 jaggedArray[1] = new int[3]; // 第二行有3个元素 jaggedArray[2] = new int[4]; // 第三行有4个元素
二维数组的初始化方式
二维数组的初始化可分为静态初始化和动态初始化两种。
静态初始化
在声明数组时直接指定元素值,由系统自动计算行数和列数。
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
上述代码定义了一个3×3的矩阵,每个大括号内的数据代表一行。
动态初始化
先声明数组,再通过循环或索引赋值。
int[][] matrix = new int[3][3];
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
matrix[i][j] = i + j; // 为每个元素赋值
}
}
二维数组的遍历方法
遍历二维数组通常需要使用嵌套循环,外层循环遍历行，内层循环遍历列，以下是几种常见的遍历方式：
使用for循环
int[][] matrix = {{1, 2}, {3, 4}};
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(); // 换行
}
输出结果：
1 2
3 4 使用增强for循环（foreach）
int[][] matrix = {{1, 2}, {3, 4}};
for (int[] row : matrix) {
for (int num : row) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println();
}
这种方式代码更简洁,适合仅需读取元素值的场景。
使用Arrays.deepToString()
如果需要快速打印二维数组的所有元素,可以使用Arrays工具类：
import java.util.Arrays;
int[][] matrix = {{1, 2}, {3, 4}};
System.out.println(Arrays.deepToString(matrix));
输出结果：
[[1, 2], [3, 4]] 二维数组的常见操作
获取数组长度
二维数组的长度可以通过.length获取，其中数组名.length表示行数，数组名[行索引].length表示该行的列数。
int[][] matrix = {{1, 2, 3}, {4, 5}};
System.out.println("行数: " + matrix.length); // 输出2
System.out.println("第一行列数: " + matrix[0].length); // 输出3
System.out.println("第二行列数: " + matrix[1].length); // 输出2
修改元素值
通过索引可以直接修改指定位置的元素：
int[][] matrix = {{1, 2}, {3, 4}};
matrix[0][1] = 99; // 修改第一行第二列的元素为99
System.out.println(Arrays.deepToString(matrix)); // 输出[[1, 99], [3, 4]]
查找元素
通过遍历数组可以查找特定元素是否存在：
int[][] matrix = {{1, 2}, {3, 4}};
int target = 3;
boolean found = false;
for (int[] row : matrix) {
for (int num : row) {
if (num == target) {
found = true;
break;
}
}
}
System.out.println("元素是否存在: " + found); // 输出true
二维数组的内存机制
理解二维数组的内存结构有助于更好地使用它。
int[][] matrix = new int[3][4];
在内存中,matrix是一个引用变量，指向一个包含3个元素的数组，而每个元素又是一个指向长度为4的数组的引用，二维数组的行长度可以不同，形成“锯齿数组”。
int[][] jaggedArray = new int[3][];
jaggedArray[0] = new int[]{1, 2};
jaggedArray[1] = new int[]{3, 4, 5};
jaggedArray[2] = new int[]{6};
二维数组的应用场景
二维数组在编程中应用广泛,常见场景包括：
- 矩阵运算：如矩阵加法、乘法等数学计算。
- 游戏开发：表示棋盘地图（如象棋、五子棋的棋盘）。
- 图像处理：存储像素点的RGB值（二维数组表示图像的行和列）。
- 数据表格：如Excel表格数据的存储和处理。
注意事项
- 索引越界：访问数组元素时需确保行和列的索引在有效范围内（
0 ≤ 行索引 < 行数，0 ≤ 列索引 < 列数）。 - 空指针异常：如果二维数组的某一行未被初始化，直接访问会导致
NullPointerException。int[][] matrix = new int[3][]; System.out.println(matrix[0][0]); // 抛出异常
- 内存占用：二维数组占用连续内存空间，对于大规模数据，需注意内存管理。
Java二维数组是处理表格数据的重要工具,掌握其声明、初始化、遍历和操作方法是编程的基础，通过合理使用二维数组，可以高效解决矩阵、棋盘、图像等复杂问题，在实际开发中，还需结合具体场景选择合适的数据结构，并注意异常处理和内存优化。
