5.4 Arrays

• 5.4 Arrays
  • 5.4.1 Deklaration und Initialisierung
  • 5.4.2 Zugriff auf Array-Elemente
  • 5.4.3 Mehrdimensionale Arrays

Arrays in Java unterscheiden sich dadurch von Arrays in anderen Programmiersprachen, dass sie Objekte sind. Obwohl dieser Umstand in vielen Fällen vernachlässigt werden kann, bedeutet er dennoch:

• dass Array-Variablen Referenzen sind,
• dass Arrays Methoden und Instanz-Variablen besitzen,
• dass Arrays zur Laufzeit erzeugt werden.

Dennoch bleibt ein Array immer eine (möglicherweise mehrdimensionale) Reihung von Elementen eines festen Grundtyps. Arrays in Java sind semi-dynamisch, d.h., ihre Größe kann zur Laufzeit festgelegt, später aber nicht mehr verändert werden.

Hinweis

5.4.1 Deklaration und Initialisierung

Die Deklaration eines Arrays in Java erfolgt in zwei Schritten:

• Deklaration einer Array-Variablen
• Erzeugen eines Arrays und Zuweisung an die Array-Variable

Die Deklaration eines Arrays entspricht syntaktisch der einer einfachen Variablen, mit dem Unterschied, dass an den Typnamen eckige Klammern angehängt werden:

001 int[] a; 002 double[] b; 003 boolean[] c;

Listing 5.4: Deklaration von Arrays

Wahlweise können die eckigen Klammern auch hinter den Variablennamen geschrieben werden, aber das ist ein Tribut an die Kompatibilität zu C/C++ und sollte in neuen Java-Programmen vermieden werden.

Hinweis

Zum Zeitpunkt der Deklaration wird noch nicht festgelegt, wie viele Elemente das Array haben soll. Dies geschieht erst später bei seiner Initialisierung, die mit Hilfe des new-Operators oder durch Zuweisung eines Array-Literals erfolgt. Sollen also beispielsweise die oben deklarierten Arrays 5, 10 und 15 Elemente haben, würden wir das Beispiel wie folgt erweitern:

001 a = new int[5]; 002 b = new double[10]; 003 c = new boolean[15];

Listing 5.5: Erzeugen von Arrays

Ist bereits zum Deklarationszeitpunkt klar, wie viele Elemente das Array haben soll, können Deklaration und Initialisierung zusammen geschrieben werden:

001 int[] a = new int[5]; 002 double[] b = new double[10]; 003 boolean[] c = new boolean[15];

Listing 5.6: Deklaration und Initialisierung von Arrays

Alternativ zur Verwendung des new-Operators kann ein Array auch literal initialisiert werden. Dazu werden die Elemente des Arrays in geschweifte Klammern gesetzt und nach einem Zuweisungsoperator zur Initialisierung verwendet. Die Größe des Arrays ergibt sich aus der Anzahl der zugewiesenen Elemente:

001 int[] x = {1,2,3,4,5}; 002 boolean[] y = {true, true};

Listing 5.7: Initialisierung mit literalen Arrays

Das Beispiel generiert ein int-Array x mit fünf Elementen und ein boolean-Array y mit zwei Elementen. Anders als bei der expliziten Initialisierung mit new muss die Initialisierung in diesem Fall unmittelbar bei der Deklaration erfolgen.

5.4.2 Zugriff auf Array-Elemente

Bei der Initialisierung eines Arrays von n Elementen werden die einzelnen Elemente von 0 bis n-1 durchnummeriert. Der Zugriff auf jedes einzelne Element erfolgt über seinen numerischen Index, der nach dem Array-Namen in eckigen Klammern geschrieben wird. Das nachfolgende Beispiel deklariert zwei Arrays mit Elementen des Typs int bzw. boolean, die dann ausgegeben werden:

001 /* Listing0508.java */ 002 003 public class Listing0508 004 { 005 public static void main(String[] args) 006 { 007 int[] prim = new int[5]; 008 boolean[] b = {true,false}; 009 prim[0] = 2; 010 prim[1] = 3; 011 prim[2] = 5; 012 prim[3] = 7; 013 prim[4] = 11; 014 015 System.out.println("prim hat "+prim.length+" Elemente"); 016 System.out.println("b hat "+b.length+" Elemente"); 017 System.out.println(prim[0]); 018 System.out.println(prim[1]); 019 System.out.println(prim[2]); 020 System.out.println(prim[3]); 021 System.out.println(prim[4]); 022 System.out.println(b[0]); 023 System.out.println(b[1]); 024 } 025 }

Listing0508.java

Listing 5.8: Deklaration und Zugriff auf Arrays

Die Ausgabe des Programms ist:

prim hat 5 Elemente
b hat 2 Elemente
2
3
5
7
11
true
false

Der Array-Index muss vom Typ int sein. Aufgrund der vom Compiler automatisch vorgenommenen Typkonvertierungen sind auch short, byte und char zulässig. Jedes Array hat eine Instanzvariable length, die die Anzahl seiner Elemente angibt. Indexausdrücke werden vom Laufzeitsystem auf Einhaltung der Array-Grenzen geprüft. Sie müssen größer gleich 0 und kleiner als length sein.

Tip

5.4.3 Mehrdimensionale Arrays

Mehrdimensionale Arrays werden erzeugt, indem zwei oder mehr Paare eckiger Klammern bei der Deklaration angegeben werden. Mehrdimensionale Arrays werden als Arrays von Arrays angelegt. Die Initialisierung erfolgt analog zu eindimensionalen Arrays durch Angabe der Anzahl der Elemente je Dimension.

Der Zugriff auf mehrdimensionale Arrays geschieht durch Angabe aller erforderlichen Indizes, jeweils in eigenen eckigen Klammern. Auch bei mehrdimensionalen Arrays kann eine literale Initialisierung durch Schachtelung der Initialisierungssequenzen erreicht werden. Das folgende Beispiel erzeugt ein Array der Größe 2 * 3 und gibt dessen Elemente aus:

001 /* Listing0509.java */ 002 003 public class Listing0509 004 { 005 public static void main(String[] args) 006 { 007 int[][] a = new int[2][3]; 008 009 a[0][0] = 1; 010 a[0][1] = 2; 011 a[0][2] = 3; 012 a[1][0] = 4; 013 a[1][1] = 5; 014 a[1][2] = 6; 015 System.out.println(""+a[0][0]+a[0][1]+a[0][2]); 016 System.out.println(""+a[1][0]+a[1][1]+a[1][2]); 017 } 018 }

Listing0509.java

Listing 5.9: Zugriff auf mehrdimensionale Arrays

Die Ausgabe des Programms ist:

123
456

Da mehrdimensionale Arrays als geschachtelte Arrays gespeichert werden, ist es auch möglich, nichtrechteckige Arrays zu erzeugen. Das folgende Beispiel deklariert und initialisiert ein zweidimensionales dreieckiges Array und gibt es auf dem Bildschirm aus. Gleichzeitig zeigt es die Verwendung der length-Variable, um die Größe des Arrays oder Sub-Arrays herauszufinden.

Tip

001 /* Listing0510.java */ 002 003 public class Listing0510 004 { 005 public static void main(String[] args) 006 { 007 int[][] a = { {0}, 008 {1,2}, 009 {3,4,5}, 010 {6,7,8,9} 011 }; 012 for (int i=0; i<a.length; ++i) { 013 for (int j=0; j<a[i].length; ++j) { 014 System.out.print(a[i][j]); 015 } 016 System.out.println(); 017 } 018 } 019 }

Listing0510.java

Listing 5.10: Ein nichtrechteckiges Array

Die Arbeitsweise des Programms ist trotz der erst in Kapitel 7 vorzustellenden for-Schleife unmittelbar verständlich. Die Ausgabe des Programms lautet:

0
12
345
6789