Java二維數組詳解

一、定義和初始化

Java二維數組是一種特殊的數組，它是由一個或多個一維數組組成的集合。定義二維數組時需要指定行數和列數，形式如下：

數據類型[][] 數組名 = new 數據類型[行數][列數];

其中，數據類型代表二維數組中元素的類型，數組名代表數組的名稱，行數代表指定的行數，列數代表指定的列數。例如，定義一個3行4列的整型數組：

int[][] arr = new int[3][4];

初始化二維數組可以採用靜態初始化和動態初始化兩種方式。靜態初始化時需要在定義時就指定每個元素的值，形式如下：

數據類型[][] 數組名 = {{元素1, 元素2, ...}, {元素1, 元素2, ...}, ...};

例如，定義一個2行3列的字元串數組並進行靜態初始化：

String[][] arr = {{"a", "b", "c"}, {"d", "e", "f"}};

動態初始化時可以先定義一個二維數組，然後再為每個元素賦值，形式如下：

數據類型[][] 數組名 = new 數據類型[行數][列數];
數組名[行索引][列索引] = 值;

例如，定義一個3行2列的浮點型數組並進行動態初始化：

double[][] arr = new double[3][2];
arr[0][0] = 1.0;
arr[0][1] = 2.0;
arr[1][0] = 3.0;
arr[1][1] = 4.0;
arr[2][0] = 5.0;
arr[2][1] = 6.0;

二、遍歷二維數組

遍歷二維數組是指訪問數組中的每個元素。Java中遍歷二維數組常用的方法有兩種，分別是使用for循環和for-each循環。

使用for循環

使用for循環遍歷二維數組可以採用兩層嵌套循環，外層循環控制行數，內層循環控制列數。例如，遍歷一個3行4列的整型數組：

int[][] arr = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
   for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
       System.out.print(arr[i][j] + " ");
   }
   System.out.println();
}

輸出結果為：

1 2 3 4 
5 6 7 8 
9 10 11 12 

使用for-each循環

使用for-each循環遍歷二維數組時，需要先遍歷每一行，然後再遍歷每一列。例如，遍歷一個2行3列的字元串數組：

String[][] arr = {{"a", "b", "c"}, {"d", "e", "f"}};
for (String[] row : arr) {
   for (String element : row) {
       System.out.print(element + " ");
   }
   System.out.println();
}

輸出結果為：

a b c 
d e f 

三、二維數組作為參數和返回值

二維數組可以作為方法的參數和返回值。當作為參數時，需要在方法聲明中指定二維數組的數據類型和名稱。例如，定義一個方法列印二維數組：

public static void printArray(int[][] arr) {
   for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
       for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
           System.out.print(arr[i][j] + " ");
       }
       System.out.println();
   }
}

當作為返回值時，需要在方法聲明中指定返回值類型為二維數組。例如，定義一個方法返回一個3行4列的整型數組：

public static int[][] getArray() {
   int[][] arr = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
   return arr;
}

四、二維數組的常見操作

獲取二維數組的行數和列數

可以使用二維數組的length屬性獲取一維數組的個數，使用一維數組的length屬性獲取一維數組中元素的個數，以此來獲取二維數組的行數和列數。例如，獲取一個3行4列的整型數組的行數和列數：

int[][] arr = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
int rows = arr.length;  //行數為3
int columns = arr[0].length; //列數為4

複製二維數組

可以使用Arrays工具類的copyOf方法或clone方法複製二維數組。但需要注意的是，這兩種方法只能複製一維數組，如果需要複製多維數組，則需要使用循環逐個複製。

//使用Arrays.copyO方法複製一維數組
int[] arr1 = {1, 2, 3, 4};
int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr1, arr1.length);

//使用clone方法複製一維數組
int[] arr3 = arr1.clone();

//使用循環逐一複製二維數組
int[][] arr4 = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int rows = arr4.length;
int columns = arr4[0].length;
int[][] arr5 = new int[rows][columns];
for (int i = 0; i < rows; i++) {
   for (int j = 0; j < columns; j++) {
       arr5[i][j] = arr4[i][j];
   }
}

排序二維數組

可以使用Arrays工具類的sort方法排序一維數組，但需要注意的是，sort方法會先將二維數組轉化為一維數組，再進行排序。因此，需要自定義比較器Comparator對二維數組進行排序。例如，對一個3行4列的整型數組按照行數之和進行排序：

int[][] arr = {{5, 2, 3, 4}, {1, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
Arrays.sort(arr, new Comparator<int[]>() {
   public int compare(int[] a, int[] b) {
       int sum1 = 0;
       int sum2 = 0;
       for (int i : a) {
           sum1 += i;
       }
       for (int i : b) {
           sum2 += i;
       }
       return sum1 - sum2;
   }
});

//輸出排序結果
for (int[] row : arr) {
   for (int element : row) {
       System.out.print(element + " ");
   }
   System.out.println();
}

輸出結果為：

5 2 3 4 
1 6 7 8 
9 10 11 12 

小結

本文從定義和初始化、遍歷、作為參數和返回值、常見操作四個方面對Java二維數組進行了詳細的闡述。二維數組的應用廣泛，掌握了它的相關知識，可以更好地進行Java編程。