Java 陣列完整指南：宣告、建立、初始化與常見操作

Java 陣列完整指南：宣告、建立、初始化與常見操作

陣列是每門程式語言的重要資料結構之一，Java 提供的陣列用於儲存固定大小的同類型元素。當需要保存一組相同類型的變數或物件時，使用陣列能避免程式碼臃腫。陣列分為一維、二維和多維陣列，本文將系統介紹陣列的宣告、建立、初始化及常見處理技巧。

一、陣列的宣告

使用陣列前必須先宣告，語法如下：

• 推薦寫法： type[] 陣列名;
• 不推薦： type 陣列名[];（效果相同但不符合 Java 慣例）

注意： 宣告時不能指定長度（元素個數）。

二、陣列的建立

Java 使用 new 關鍵字建立陣列：

方式一：指定長度（推薦）

type[] 陣列名 = new type[元素個數];
// 例：int[] a = new int[3];

陣列名實際指向陣列元素的首地址。

方式二：定義時直接初始化

type[] 變數名 = new type[]{元素1, 元素2, ...};
// 可簡寫為：type[] 變數名 = {元素1, 元素2, ...};

注意： 使用大括號初始化時，第二個方括號不能指定長度，長度由大括號內元素個數決定。

每個陣列都有 length 屬性（public final int），表示陣列長度，一旦確定無法改變。

二維陣列的定義與遍歷

// 靜態初始化
int[][] table = new int[][] { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 5, 6, 3 } };

// 動態建立再賦值
int[][] table2 = new int[3][3];
table2[0][0] = 11;
table2[0][1] = 121;
// ... 其餘賦值

// 遍歷二維陣列
for (int row = 0; row < table.length; row++) {
    for (int col = 0; col < table[row].length; col++) {
        System.out.print(table[row][col] + "\t");
    }
    System.out.println();
}

三、陣列的初始化

1. 動態初始化： 宣告與分配空間、賦值分開進行
2. 靜態初始化： 宣告同時分配空間並賦值
3. 預設初始化： 陣列為引用類型，元素相當於類成員變數，分配空間後按成員變數規則隱式初始化（int 為 0、String 為 null 等）

程式碼範例

// 動態初始化
int[] a = new int[3];
a[0] = 0; a[1] = 1; a[2] = 2;
String[] str = new String[3];
str[0] = "張三"; str[1] = "李四"; str[2] = "小明";

// 靜態初始化
int[] b = {0, 1, 2};
String[] str2 = {"張三", "李四", "小敏"};

// 預設初始化
int[] c = new int[5];
System.out.println(c[3]); // 輸出 0

四、陣列處理：迴圈遍歷

陣列元素與大小固定，處理時通常使用基本 for 迴圈或增強 for 迴圈（JDK 1.5+）。

基本 for 迴圈範例：統計、求和、找最大值

double[] list = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};

// 列印所有元素
for (int i = 0; i < list.length; i++) {
    System.out.println(list[i] + " ");
}

// 計算總和
double total = 0;
for (int i = 0; i < list.length; i++) {
    total += list[i];
}
System.out.println("Total is " + total);

// 找最大值
double max = list[0];
for (int i = 1; i < list.length; i++) {
    if (list[i] > max) max = list[i];
}
System.out.println("Max is " + max);

增強 for 迴圈（foreach）

int[] list = {1, 9, 2, 9, 3, 4, 3, 5};
for (int num : list) {
    System.out.println(num);
}

五、陣列複製

1. for 迴圈手動複製
2. Arrays.copyOf() 複製整個陣列
3. Arrays.copyOfRange() 複製指定範圍

// copyOf 範例
int[] a = {2, 5, 2, 2, 2, 6, 2, 3};
int[] b = Arrays.copyOf(a, a.length);

// copyOfRange 範例：複製索引 0 到 2（不含 3）
int[] c = Arrays.copyOfRange(a, 0, 3); // 結果：[2, 5, 2]

六、陣列排序

• 氣泡排序：教學常用，效率較低
• Arrays.sort()：內建高效排序（雙軸快速排序）

int[] arr = {2, 4, 2, 77, 22, 777, 34};
Arrays.sort(arr);
// 結果：[2, 2, 4, 22, 34, 77, 777]

七、產生不重複隨機陣列

利用 Random 與布林旗標檢查重複，重複則重新產生：

Random rd = new Random();
int[] numbers = new int[5];
int index = 0;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    int num = rd.nextInt(5) + 1; // 1-5
    boolean duplicate = false;
    for (int j = 0; j < index; j++) {
        if (numbers[j] == num) { duplicate = true; break; }
    }
    if (!duplicate) numbers[index++] = num;
    else i--; // 重試
}

八、陣列比較

Arrays.equals(a, b)：兩個陣列順序與元素完全相同才回傳 true；皆為 null 也視為相等。

int[] a = {2, 4, 2, 77, 22, 777, 34};
int[] b = {2, 4, 2, 77, 22, 777, 34};
int[] c = {4, 2, 22, 77, 2, 777, 34};
System.out.println(Arrays.equals(a, b)); // true
System.out.println(Arrays.equals(a, c)); // false