Java 陣列入門完全指南：一維、多維、初始化、常見操作

一、陣列基礎概念

• 陣列是固定長度、同質型別 的容器，記憶體連續分配。
• 存取複雜度：讀寫 O(1)，插入/刪除 O(n)。
• 陣列本身是物件，繼承 Object，實作 Cloneable、Serializable。

二、一維陣列

2.1 宣告與建立

// 宣告（兩種風格皆可，推薦第二種）
int[] scores;
int scores[]; // C 風格，不推薦

// 建立並指定長度
scores = new int[5]; // 預設值 0

// 宣告+建立合寫
int[] scores = new int[5];

2.2 靜態初始化（大括號語法）

int[] primes = {2, 3, 5, 7, 11}; // 長度自動推導為 5
String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

2.3 存取與長度

System.out.println(primes[0]); // 2
System.out.println(primes.length); // 5 (屬性，非方法)
// 索引範圍 0 ~ length-1，越界拋 ArrayIndexOutOfBoundsException

2.4 遍歷方式

// 傳統 for
for (int i = 0; i < arr.length; i++) { ... }

// 增強 for (Java 5+)，唯讀遍歷
for (int v : arr) { ... }

// Java 8 Stream
Arrays.stream(arr).forEach(System.out::println);

三、多維陣列

3.1 二維陣列本質：陣列的陣列

int[][] matrix = new int[3][4]; // 3 列，每列 4 欄
// 記憶體佈局：matrix 指向長度 3 的陣列，每個元素指向長度 4 的 int 陣列

3.2 不規則陣列

int[][] ragged = new int[3][];
ragged[0] = new int[2];
ragged[1] = new int[5];
ragged[2] = new int[3]; // 每列長度不同

3.3 靜態初始化

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

3.4 遍歷二維陣列

for (int[] row : matrix) {
    for (int cell : row) { ... }
}

四、Arrays 工具類常用操作

五、陣列複製陷阱

int[] a = {1,2,3};
int[] b = a;           // 參考複製，指向同一物件
int[] c = a.clone();   // 淺層複製，基本型別值複製
int[] d = Arrays.copyOf(a, a.length); // 同 clone()
b[0] = 99;
System.out.println(a[0]); // 99 (a,b 共享)
System.out.println(c[0]); // 1 (獨立)

多維陣列 clone() 僅淺層複製第一層，內層陣列仍共享，需手動深層複製。

六、陣列 vs 集合

建議：已知固定長度、高效能、基本型別 → 陣列；其餘 → ArrayList。

七、常見面試題

1. int[] a = new int[3]; 元素預設值？ → 0
2. String[] s = new String[3]; 預設值？ → null
3. 陣列能否用 == 比較內容？ → 不能，比較參考；用 Arrays.equals()。
4. 如何反轉陣列？ → Collections.reverse(Arrays.asList(arr)) 或雙指標交換。