Java 陣列核心知識總結與最佳實踐

Java 陣列完整指南：聲明、初始化、遍歷、默認值

陣列聲明與初始化方式

// 方式 1：指定長度
int[] ages = new int[5];

// 方式 2：分步聲明
int[] ages;
ages = new int[5];

// 方式 3：靜態初始化（大括號）
int[] ages = {1, 2, 3, 4, 5};

// 方式 4：匿名陣列
int[] ages = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};

注意： Java 不支援不同類型同名陣列（如 int[] a 和 String[] a 不能共存）。

陣列遍歷與賦值

int[] ages = new int[5];
for (int i = 0; i < ages.length; i++) {
    ages[i] = i; // 賦值
    System.out.println("ages[" + i + "] = " + ages[i]);
}

輸出：

ages[0] = 0
ages[1] = 1
ages[2] = 2
ages[3] = 3
ages[4] = 4

各類型陣列默認值

public class ArrayDefaults {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("int: " + new int[1][0]);       // 0
        System.out.println("boolean: " + new boolean[1][0]); // false
        System.out.println("byte: " + new byte[1][0]);      // 0
        System.out.println("short: " + new short[1][0]);    // 0
        System.out.println("char: [" + new char[1][0] + "]"); // 空字符
        System.out.println("long: " + new long[1][0]);      // 0
        System.out.println("float: " + new float[1][0]);    // 0.0
        System.out.println("double: " + new double[1][0]);  // 0.0
    }
}

多維陣列

// 規則二維陣列
int[][] matrix = new int[3][4];

// 不規則陣列
int[][] jagged = new int[3][];
jagged[0] = new int[2];
jagged[1] = new int[5];
jagged[2] = new int[3];

常用工具類：Arrays

import java.util.Arrays;

int[] arr = {3, 1, 4, 1, 5};
Arrays.sort(arr);           // 排序：[1, 1, 3, 4, 5]
Arrays.binarySearch(arr, 4); // 二分查找：返回索引 3
Arrays.fill(arr, 0);        // 填充：[0, 0, 0, 0, 0]
Arrays.copyOf(arr, 3);      // 複製前 3 個：[1, 1, 3]
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // 打印：[1, 1, 3, 4, 5]

陣列與集合轉換

// 陣列 → List
String[] arr = {"a", "b", "c"};
List<String> list = Arrays.asList(arr); // 固定長度 List
List<String> modifiableList = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr)); // 可修改

// List → 陣列
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("x"); list.add("y");
String[] arr = list.toArray(new String[0]); // 推薦寫法

性能與最佳實踐

• 優先使用 ArrayList：動態擴容、功能豐富，除非極度追求性能且大小固定
• 避免頻繁擴容：預估大致大小用 new ArrayList<>(capacity)
• 基本類型陣列效能優於包裝類集合：無裝箱/拆箱開銷，大數據量場景優先考慮
• 並發場景：使用 CopyOnWriteArrayList 或並發安全隊列

常見陷阱

1. Arrays.asList 返回固定長度 List，add/remove 拋 UnsupportedOperationException
2. 陣列协变性：String[] strs = new String[10]; Object[] objs = strs; objs[0] = new Object(); // 運行時拋 ArrayStoreException
3. 陣列長度不可變，需擴容請用 Arrays.copyOf 或集合