Java 二维数组示例详解

简介

在 Java 编程中，二维数组是一种非常实用的数据结构，它可以用来表示表格、矩阵等二维结构的数据。本文将围绕 Java 二维数组展开详细介绍，包括其基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者深入理解并高效使用 Java 二维数组。

基础概念

定义

二维数组可以看作是数组的数组。也就是说，二维数组中的每个元素都是一个一维数组。在 Java 中，二维数组本质上是一个嵌套的数组结构，它可以用来表示具有行和列的表格数据。

声明

二维数组的声明方式有两种：

// 方式一：指定数组类型和数组名
int[][] twoDArray;
// 方式二：指定数组类型、数组名和数组维度
int[][] anotherTwoDArray = new int[3][4];

在上述代码中，int[][] twoDArray 只是声明了一个二维数组变量，但没有为其分配内存空间；int[][] anotherTwoDArray = new int[3][4] 声明并初始化了一个二维数组，该数组有 3 行 4 列。

使用方法

初始化

二维数组的初始化有多种方式：

静态初始化

int[][] staticArray = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

动态初始化

int[][] dynamicArray = new int[3][3];
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 3; j++) {
        dynamicArray[i][j] = i * 3 + j + 1;
    }
}

访问元素

可以使用行索引和列索引来访问二维数组中的元素：

int element = staticArray[1][2]; // 访问第 2 行第 3 列的元素
System.out.println("访问到的元素是：" + element);

遍历数组

可以使用嵌套的 for 循环来遍历二维数组：

for (int i = 0; i < staticArray.length; i++) {
    for (int j = 0; j < staticArray[i].length; j++) {
        System.out.print(staticArray[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}

常见实践

矩阵加法

public class MatrixAddition {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix1 = {
            {1, 2, 3},
            {4, 5, 6}
        };
        int[][] matrix2 = {
            {7, 8, 9},
            {10, 11, 12}
        };
        int rows = matrix1.length;
        int cols = matrix1[0].length;
        int[][] result = new int[rows][cols];

        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                result[i][j] = matrix1[i][j] + matrix2[i][j];
            }
        }

        // 输出结果
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                System.out.print(result[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

打印乘法表

public class MultiplicationTable {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] table = new int[9][9];
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            for (int j = 0; j < 9; j++) {
                table[i][j] = (i + 1) * (j + 1);
            }
        }

        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            for (int j = 0; j <= i; j++) {
                System.out.print((j + 1) + " * " + (i + 1) + " = " + table[i][j] + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

最佳实践

避免空指针异常

在访问二维数组之前，要确保数组已经正确初始化，避免出现空指针异常。例如：

int[][] array = null;
// 避免这样访问
// int element = array[0][0]; 

// 正确做法
if (array != null && array.length > 0 && array[0].length > 0) {
    int element = array[0][0];
}

使用增强 `for` 循环简化遍历

如果不需要使用索引，可以使用增强 for 循环来简化二维数组的遍历：

int[][] array = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};
for (int[] row : array) {
    for (int element : row) {
        System.out.print(element + " ");
    }
    System.out.println();
}

小结

本文详细介绍了 Java 二维数组的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。通过学习本文，读者应该对 Java 二维数组有了更深入的理解，能够熟练地声明、初始化、访问和遍历二维数组，并掌握了一些常见的应用场景和最佳实践技巧。在实际编程中，合理使用二维数组可以更高效地处理具有二维结构的数据。

参考资料

《Effective Java》