Java二维数组详解

一、定义和初始化

Java二维数组是一种特殊的数组，它是由一个或多个一维数组组成的集合。定义二维数组时需要指定行数和列数，形式如下：

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[行数][列数];

其中，数据类型代表二维数组中元素的类型，数组名代表数组的名称，行数代表指定的行数，列数代表指定的列数。例如，定义一个3行4列的整型数组：

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

初始化二维数组可以采用静态初始化和动态初始化两种方式。静态初始化时需要在定义时就指定每个元素的值，形式如下：

数据类型[][] 数组名 = {{元素1, 元素2, ...}, {元素1, 元素2, ...}, ...};

例如，定义一个2行3列的字符串数组并进行静态初始化：

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

动态初始化时可以先定义一个二维数组，然后再为每个元素赋值，形式如下：

数据类型[][] 数组名 = new 数据类型[行数][列数];
数组名[行索引][列索引] = 值;

例如，定义一个3行2列的浮点型数组并进行动态初始化：

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、遍历二维数组

遍历二维数组是指访问数组中的每个元素。Java中遍历二维数组常用的方法有两种，分别是使用for循环和for-each循环。

使用for循环

使用for循环遍历二维数组可以采用两层嵌套循环，外层循环控制行数，内层循环控制列数。例如，遍历一个3行4列的整型数组：

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();
}

输出结果为：

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

使用for-each循环

使用for-each循环遍历二维数组时，需要先遍历每一行，然后再遍历每一列。例如，遍历一个2行3列的字符串数组：

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

输出结果为：

a b c 
d e f 

三、二维数组作为参数和返回值

二维数组可以作为方法的参数和返回值。当作为参数时，需要在方法声明中指定二维数组的数据类型和名称。例如，定义一个方法打印二维数组：

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();
   }
}

当作为返回值时，需要在方法声明中指定返回值类型为二维数组。例如，定义一个方法返回一个3行4列的整型数组：

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

四、二维数组的常见操作

获取二维数组的行数和列数

可以使用二维数组的length属性获取一维数组的个数，使用一维数组的length属性获取一维数组中元素的个数，以此来获取二维数组的行数和列数。例如，获取一个3行4列的整型数组的行数和列数：

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

复制二维数组

可以使用Arrays工具类的copyOf方法或clone方法复制二维数组。但需要注意的是，这两种方法只能复制一维数组，如果需要复制多维数组，则需要使用循环逐个复制。

//使用Arrays.copyO方法复制一维数组
int[] arr1 = {1, 2, 3, 4};
int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr1, arr1.length);

//使用clone方法复制一维数组
int[] arr3 = arr1.clone();

//使用循环逐一复制二维数组
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];
   }
}

排序二维数组

可以使用Arrays工具类的sort方法排序一维数组，但需要注意的是，sort方法会先将二维数组转化为一维数组，再进行排序。因此，需要自定义比较器Comparator对二维数组进行排序。例如，对一个3行4列的整型数组按照行数之和进行排序：

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;
   }
});

//输出排序结果
for (int[] row : arr) {
   for (int element : row) {
       System.out.print(element + " ");
   }
   System.out.println();
}

输出结果为：

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

小结

本文从定义和初始化、遍历、作为参数和返回值、常见操作四个方面对Java二维数组进行了详细的阐述。二维数组的应用广泛，掌握了它的相关知识，可以更好地进行Java编程。