7-2　数组的声明与应用

7-2-1　数组的声明

在Java中数组的符号是[ ]，读者可以将[ ]想成是中括号。数组在使用前需要先声明，声明语法如下。

或是

读者可以将上述数组名想成是数组变量，例如，下面是一系列数组声明的实例。

7-2-2　数组的空间配置

数组声明完成后还不能使用，接着必须为数组配置一定的空间（长度），数组空间配置的语法如下。

例如，要配置double数据类型，数组名是degree，可以容纳7个数据的数组，数组的声明与配置如下。

new是一个关键词，主要功能是配置空间大小（也可称配置数组长度），可以将上述语句解释为可以配置存放7个双精度浮点数的内存空间。当数组声明与配置完成后，数组的名称与空间大小（数组长度）就确定了，未来程序应用时不能再更改数组的空间大小。在使用上，索引值为0～（n-1），由于有7个数据所以索引值是0～6，在存取数据时如果超出此索引值范围，程序会产生异常。

程序实例ch7_2.java：使用数组方式重新设计ch7_1.java。

执行结果

与ch7_1.java相同。

上述程序在执行时经过第6行声明后，内存内建立了数组空间，如下所示。

经过第8～14行设置数组内容后，上述数组的空间内容如下所示。

第15行后就剩下简单的运算了，从上述程序实例读者应该充分体会到使用数组有下列好处。

（1）变量的省略。只使用了一个变量，配合索引值，设置一周温度。

（2）用了一个循环计算总和（15和16行），另一条命令计算平均值（17行），程序精简许多。

（3）程序实例ch7_1.java是一个星期的温度使用7个变量，在多个变量环境下无法使用循环执行计算统计工作。

（4）使用数组让程序设计的扩展性变得很强，例如，如果延伸至计算一个月（30天计）的平均温度，只要将程序第15行和17行的7改为30，其他部分不用变动，就轻松算出平均温度了。

7-2-3　同时执行数组的声明与配置

从7-2-1节和7-2-2节分别执行了数组的声明与配置数组空间，在Java程序设计中可以将这两个工作用一条命令表示。

程序实例ch7_3.java：重新设计ch7_2.java，主要是将数组的声明与配置用一条命令表示。原先第5和6行浓缩成第5行。

执行结果

与ch7_2.java相同。

7-2-4　数组的属性length

在程序实例ch7_3.java中，计算一周温度总和与平均值时特别使用数字7，因为我们知道数组长度是7，如果未来将程序改为计算一个月的平均温度时，需要将7改为30或31，有一些不便利，常常会漏改一些部分造成程序计算错误。在Java中其实数组是一个对象，有一个属性是length，这个属性记录了数组的长度，所以可以充分利用这个属性简化程序设计。

程序实例ch7_4.java：使用数组属性length重新设计ch7_3.java。

执行结果

与ch7_3.java相同。

上述程序使用了下列方式获得数组长度。

此例对象是degree，所以相当于使用degree.length获得了数组长度，后面还会讲解更多对象与属性的相关知识。

7-2-5　数组初值的设置

Java也允许在声明数组时同时设置数组的初值，初值设置时所使用的是大括号“{”“}”。下面将直接以实例说明。

程序实例ch7_5.java：以设置数组初值方式，重新设计ch7_4.java。

执行结果

与ch7_4.java相同。

从上述语句看到当设置数组初值时，可以省略用new运算符声明数组长度，因为建立初值时，已经同时指定了此数组所需的内存空间。同时也可以发现，整个程序变得比较简洁。

7-2-6　特殊数组声明与初值设置

本节会列出一些不常见但是Java可以使用的数组声明与应用。

程序实例ch7_6.java：声明与配置数组时以变量当作数组长度。

执行结果

上述程序的重点是第4行，先设置第3行x变量值，然后在第4行以变量x当作声明数组的长度，所以上述第4行的数组长度是3，第6行是2+2+2，所以总和是6。

程序实例ch7_7.java：声明与配置数组时以表达式当作数组长度。

执行结果

上述程序的重点是第5行，在第3、4行分别设置x、y变量值，然后在第5行以变量y-x当作声明数组的长度，表达式y-x的计算结果就是数组的长度，所以上述经计算后数组长度是2。

程序实例ch7_8.java：声明数组变量时，同时以表达式当作数组初值。

执行结果

上述程序第5行数组z[2]的元素内容声明是x+y表达式，由于第3和4行已经声明了x和y的值分别是3和5，所以经计算后z[2]相当于是8。

7-2-7　常见的数组使用错误——索引值超出数组范围

据笔者多年程序设计经验观察，存取数组最常见的错误是索引值超出声明的范围，这种现象在程序编译时不会出错误，但是在执行时就会有错误产生。

程序实例ch7_9.java：这个程序的数组有三个元素，索引值范围是0～2，但是程序第4行却尝试设置z[3]元素内容。

执行结果

上述第4行的数组索引3超出范围造成异常ArrayIndexOutBoundsException，所以程序终止，其实第5行也是如此，可是程序执行到第4行就中止不再往下编译，所以还看不到第5行的错误。

7-2-8　foreach循环遍历数组

这是一种遍历数组更简洁的for循环，有时候可以表示为for(:)，在这个语法下可以不使用数组的长度和索引，然后遍历整个数组。它的语法如下：

for(数据类型变量名称：数组名)

上述数据类型必须与数组名的数据类型相同。程序实例ch7_10.java：遍历数组与输出内容。

执行结果

上述每一轮执行时会从“:”后面的numList数组中取出一个元素，将值设置给num变量，然后执行循环，所以最后可以输出所有数组内容。

程序实例ch7_11.java：计算成绩的平均值。成绩是存储在第3行的score数组。

执行结果

　7-2-9　与数组有关的程序实例

当相同类型的数值数据存放在一个数组中时，除了可以计算总和、平均值外，常见的其他应用可找出最大值、最小值、符合特定条件的值，以及重新排列数据。

程序实例ch7_12.java：找出数组的最大值与最小值。

执行结果

程序实例ch7_13.java：第3行定义了score数组，这个数组存储了一系列学生成绩，及格分数变量是passingScore=60分是在第4行定义的，这个程序会列出不及格的学生成绩，同时列出此学生的索引值。

执行结果

接着要讲解数据结构中最基础的应用——数组排序，使用的是气泡排序法（Bubble Sort）。

程序实例ch7_14.java：数组排序的应用，这个程序会将数组由大到小排序。

执行结果

这个程序设计的基本思想是将数组相邻元素做比较，由于是要从大排到小，所以只要发生左边元素值比右边元素值小，就将相邻元素内容对调，由于是5个数据所以每次循环比较4次即可。上述语句所列出的执行结果是每个外层循环的执行结果，下面是第一个外层循环每个内层循环的执行结果。

所以得到了第1次外层循环的执行结果，读者可以将上述结果与执行结果的第1行输出做比较。下面是第2个外层循环每个内层循环的执行结果。

所以得到了第2次外层循环的执行结果，读者可以将上述结果与执行结果的第2行输出做比较。另外，读者应该发现在上述程序设计中，当执行完第一次外层循环时最小值已经在最右边了，所以第2次外层循环的第4次内层循环的比较是多余的，这个思想可以应用到第3次或第4次外层循环。下面是第3个外层循环每个内层循环的执行结果。

所以得到了第3次外层循环的执行结果，读者可以将上述结果与执行结果的第3行输出做比较。下面是第4个外层循环每个内层循环的执行结果。

所以得到了第4次外层循环的执行结果，读者可以将上述结果与执行结果的第四行输出做比较。从上述执以看到程序实例ch7_14.java的内层循环比较有些是多余的，如果设计程序想要提高效率，次内层循环比较时少比较一次，这样就可以提高效率了。

程序实例ch7_15.java：以更有效率的方式重新设计ch7_14.java，主要思想是每一次内层循环的比较会少一次。

执行结果

与ch7_14.java相同。

上述程序的重点是“score.length–i–1”，i是外层循环的索引变量，当i等于0时，相当于是内层循环执行次数不变，当i值每次增加1时内层循环执行次数就少一次，意义是可以少比较一次，如此就可以达到提高效率的目的了。