Массивы в Java

Массив в Java — это контейнер фиксированного размера, который хранит последовательность значений одного типа. После создания его длина не изменяется, и каждая ячейка может хранить ровно одно значение — int, String, ссылку на любой объект, всё что соответствует объявленному типу.

Массивы — это основа, на которой построены остальные коллекции Java (ArrayList, HashMap и другие). Они менее удобны в использовании, чем эти высокоуровневые классы, но быстры, предсказуемы и встречаются повсюду: в аргументах методов, возвращаемых значениях, производительном коде.

Объявление массива

Тип массива — это тип элемента, за которым следуют []:

int[] scores;       // an array of ints
String[] names;     // an array of String references
double[] prices;    // an array of doubles

Квадратные скобки можно также ставить после имени переменной — int scores[]; — но форма int[] scores используется гораздо чаще, и именно её следует применять.

Объявление переменной ещё не создаёт массив; оно лишь даёт Java ячейку, которая может хранить ссылку на него. Поначалу ячейка содержит null.

Создание массива с помощью new

Чтобы действительно выделить память под массив, используйте new с указанием длины:

int[] scores = new int[5];

Это резервирует место для 5 значений типа int. Java инициализирует каждую ячейку значением по умолчанию для данного типа:

• числовые типы → 0 (или 0.0)
• boolean → false
• char → '�' (нулевой символ, кодовая точка 0 — не пробел)
• ссылочные типы → null

Таким образом, scores сразу содержит {0, 0, 0, 0, 0}. Состояния «неинициализированного» значения не существует — после создания массива каждая позиция имеет определённое значение.

Литералы массива

Если содержимое известно заранее, используйте литерал:

int[] scores = {90, 85, 73, 100, 62};
String[] colors = {"red", "green", "blue"};

Длина выводится из числа элементов. Такая форма допустима только в той же строке, что и объявление — позже написать scores = {90, 85}; нельзя. Для этого используйте явную форму:

scores = new int[]{90, 85, 73, 100, 62};

Доступ к элементам

Элементы читаются и записываются по нулевому индексу с помощью квадратных скобок:

int[] scores = {90, 85, 73, 100, 62};
System.out.println(scores[0]);   // 90
System.out.println(scores[4]);   // 62
scores[2] = 80;                  // replace 73 with 80

Допустимые индексы — от 0 до length - 1. Индекс за пределами диапазона бросает ArrayIndexOutOfBoundsException во время выполнения — Java не возвращает значение по умолчанию и не переходит к началу.

Свойство length

У каждого массива есть публичное поле length, доступное только для чтения, которое сообщает его размер:

int[] scores = {90, 85, 73, 100, 62};
System.out.println(scores.length);   // 5

Обратите внимание: это поле, а не метод — без скобок. Это одна из маленьких особенностей Java: у строк .length(), у массивов .length. От коллекций они тоже отличаются (list.size()). Формы легко перепутать; компилятор подскажет.

length фиксируется при создании. Чтобы «увеличить» массив, нужно выделить новый и скопировать данные — см. главу Копирование массивов.

Массивы хранят ссылки, а не копии

Когда тип элемента является объектом, массив хранит ссылки, а не сами объекты:

String[] colors = {"red", "green", "blue"};
String first = colors[0];
// first and colors[0] both reference the same "red" string

Для примитивов это различие не важно — значения int копируются при записи и чтении. Для объектов изменение элемента извне массива влияет на то, что видит массив, поскольку они используют общую ссылку.

Значения по умолчанию и null-массивы

Объявленная, но не присвоенная переменная массива равна null, и обращение к .length или любому индексу бросает NullPointerException:

int[] data;            // not initialized
// System.out.println(data.length);  // would throw NullPointerException
data = new int[3];
System.out.println(data.length);     // 3

Пустой массив — с длиной ноль — это вполне корректный массив, и обычно именно его следует возвращать в качестве «пустого» результата, а не null:

int[] none = new int[0];
System.out.println(none.length);     // 0

Рабочий пример

Вывод массива

Распространённый сюрприз: передача массива напрямую в System.out.println не показывает его содержимое. Вместо этого выводятся тип массива и хэш его идентичности:

int[] scores = {90, 85, 73};
System.out.println(scores);   // e.g. [I@39ed3c8d  — not the values!

[I означает «массив int», а шестнадцатеричная часть — это хэш идентичности, а не данные. Чтобы увидеть элементы, используйте Arrays.toString из пакета java.util:

import java.util.Arrays;

int[] scores = {90, 85, 73};
System.out.println(Arrays.toString(scores));   // [90, 85, 73]

Для вложенных (многомерных) массивов используйте Arrays.deepToString.

Что дальше

Вы умеете создавать массив и обращаться к его элементам по индексу. Следующий шаг — итерация: обход каждого элемента с помощью циклов по массиву, чтобы не писать scores[0], scores[1], scores[2] вручную один за другим.

Практика