多维数组

69次阅读

共计 2618 个字符，预计需要花费 7 分钟才能阅读完成。

二维数组就是数组的数组。定义一个二维数组如下：

// 二维数组
public class Main {public static void main(String[] args) {int[][] ns = {{ 1, 2, 3, 4 },
            {5, 6, 7, 8 },
            {9, 10, 11, 12 }
        };
        System.out.println(ns.length); // 3
    }
}

因为 ns 包含 3 个数组，因此，ns.length为 3。实际上ns 在内存中的结构如下：

                    ┌───┬───┬───┬───┐
         ┌───┐  ┌──▶│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │
ns ─────▶│░░░│──┘   └───┴───┴───┴───┘
         ├───┤      ┌───┬───┬───┬───┐
         │░░░│─────▶│ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │
         ├───┤      └───┴───┴───┴───┘
         │░░░│──┐   ┌───┬───┬───┬───┐
         └───┘  └──▶│ 9 │10 │11 │12 │
                    └───┴───┴───┴───┘

如果我们定义一个普通数组 arr0，然后把ns[0] 赋值给它：

// 二维数组
public class Main {public static void main(String[] args) {int[][] ns = {{ 1, 2, 3, 4 },
            {5, 6, 7, 8 },
            {9, 10, 11, 12 }
        };
        int[] arr0 = ns[0];
        System.out.println(arr0.length); // 4
    }
}

实际上 arr0 就获取了 ns 数组的第 0 个元素。因为 ns 数组的每个元素也是一个数组，因此，arr0指向的数组就是{1, 2, 3, 4}。在内存中，结构如下：

            arr0 ─────┐
                      ▼
                    ┌───┬───┬───┬───┐
         ┌───┐  ┌──▶│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │
ns ─────▶│░░░│──┘   └───┴───┴───┴───┘
         ├───┤      ┌───┬───┬───┬───┐
         │░░░│─────▶│ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │
         ├───┤      └───┴───┴───┴───┘
         │░░░│──┐   ┌───┬───┬───┬───┐
         └───┘  └──▶│ 9 │10 │11 │12 │
                    └───┴───┴───┴───┘

访问二维数组的某个元素需要使用array[row][col]，例如：

System.out.println(ns[1][2]); // 7

二维数组的每个数组元素的长度并不要求相同，例如，可以这么定义 ns 数组：

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

这个二维数组在内存中的结构如下：

                    ┌───┬───┬───┬───┐
         ┌───┐  ┌──▶│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │
ns ─────▶│░░░│──┘   └───┴───┴───┴───┘
         ├───┤      ┌───┬───┐
         │░░░│─────▶│ 5 │ 6 │
         ├───┤      └───┴───┘
         │░░░│──┐   ┌───┬───┬───┐
         └───┘  └──▶│ 7 │ 8 │ 9 │
                    └───┴───┴───┘

要打印一个二维数组，可以使用两层嵌套的 for 循环：

for (int[] arr : ns) {for (int n : arr) {System.out.print(n);
        System.out.print(',');
    }
    System.out.println();}

或者使用 Java 标准库的Arrays.deepToString()：

// 二维数组
import java.util.Arrays;

public class Main {public static void main(String[] args) {int[][] ns = {{ 1, 2, 3, 4 },
            {5, 6 },
            {7, 8, 9 }
        };
        System.out.println(Arrays.deepToString(ns));
    }
}

三维数组就是二维数组的数组。可以这么定义一个三维数组：

int[][][] ns = {
    {{1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    },
    {{10, 11},
        {12, 13}
    },
    {{14, 15, 16},
        {17, 18}
    }
};

它在内存中的结构如下：

                              ┌───┬───┬───┐
                   ┌───┐  ┌──▶│ 1 │ 2 │ 3 │
               ┌──▶│░░░│──┘   └───┴───┴───┘
               │   ├───┤      ┌───┬───┬───┐
               │   │░░░│─────▶│ 4 │ 5 │ 6 │
               │   ├───┤      └───┴───┴───┘
               │   │░░░│──┐   ┌───┬───┬───┐
        ┌───┐  │   └───┘  └──▶│ 7 │ 8 │ 9 │
ns ────▶│░░░│──┘              └───┴───┴───┘
        ├───┤      ┌───┐      ┌───┬───┐
        │░░░│─────▶│░░░│─────▶│10 │11 │
        ├───┤      ├───┤      └───┴───┘
        │░░░│──┐   │░░░│──┐   ┌───┬───┐
        └───┘  │   └───┘  └──▶│12 │13 │
               │              └───┴───┘
               │   ┌───┐      ┌───┬───┬───┐
               └──▶│░░░│─────▶│14 │15 │16 │
                   ├───┤      └───┴───┴───┘
                   │░░░│──┐   ┌───┬───┐
                   └───┘  └──▶│17 │18 │
                              └───┴───┘

如果我们要访问三维数组的某个元素，例如，ns[2][0][1]，只需要顺着定位找到对应的最终元素 15 即可。

理论上，我们可以定义任意的 N 维数组。但在实际应用中，除了二维数组在某些时候还能用得上，更高维度的数组很少使用。

使用二维数组可以表示一组学生的各科成绩，请计算所有学生的平均分：

public class Main {public static void main(String[] args) {// 用二维数组表示的学生成绩:
        int[][] scores = {{ 82, 90, 91 }, // 学生甲的语数英成绩
                {68, 72, 64 }, // 学生乙的语数英成绩
                {95, 91, 89 }, // ...
                {67, 52, 60 },
                {79, 81, 85 },
        };
        // TODO:
        double average = 0;
        System.out.println(average);
        if (Math.abs(average - 77.733333) < 0.000001) {System.out.println("测试成功");
        } else {System.out.println("测试失败");
        }
    }
}