2025年Java数组题库及答案

2025年Java数组题库及答案1.声明并初始化一个包含5个元素的String数组，元素为"apple","banana","cherry","date","elderberry"，输出数组长度及第三个元素（索引从0开始）。答案：Java中数组的声明和初始化可通过静态初始化完成。代码如下：```javaString[]fruits={"apple","banana","cherry","date","elderberry"};intlength=fruits.length;//数组长度为5StringthirdElement=fruits[2];//索引从0开始，第三个元素是索引2的"cherry"System.out.println("数组长度："+length);System.out.println("第三个元素："+thirdElement);```关键点：数组索引从0开始，`length`属性表示数组长度（非方法），静态初始化时元素数量决定数组长度。2.给定数组int[]arr={3,1,4,1,5,9,2,6}，使用for循环遍历并输出所有偶数元素。答案：遍历数组时需检查每个元素是否为偶数（即对2取余等于0）。代码如下：```javaint[]arr={3,1,4,1,5,9,2,6};for(inti=0;i<arr.length;i++){if(arr[i]%2==0){//偶数判断条件System.out.print(arr[i]+"");}}//输出结果：426```扩展：若使用增强for循环（for-each），代码可简化为：```javafor(intnum:arr){if(num%2==0){System.out.print(num+"");}}```3.编写代码将数组char[]src={'a','b','c'};复制到新数组dest，要求dest长度与src相同，且元素一致。答案：数组复制可通过循环逐个赋值或使用`System.arraycopy()`方法。推荐使用后者，效率更高。代码如下：```javachar[]src={'a','b','c'};char[]dest=newchar[src.length];//初始化dest长度与src相同System.arraycopy(src,0,dest,0,src.length);//源数组、源起始位置、目标数组、目标起始位置、复制长度//验证复制结果for(charc:dest){System.out.print(c+"");//输出abc}```关键点：`System.arraycopy()`是本地方法（native），底层优化，比手动循环更高效；若数组类型为对象数组，复制的是引用而非对象本身（浅拷贝）。4.实现冒泡排序算法对int数组{5,3,8,4,6,2,7,1}进行升序排序，要求优化算法（当某一轮未发生交换时提前终止），并说明优化后的时间复杂度。答案：冒泡排序的核心是相邻元素比较，每轮将最大元素“冒泡”到末尾。优化点在于记录每轮是否发生交换，若未交换则数组已有序，提前结束。代码如下：```javaint[]arr={5,3,8,4,6,2,7,1};intn=arr.length;booleanswapped;for(inti=0;i<n1;i++){swapped=false;for(intj=0;j<ni1;j++){if(arr[j]>arr[j+1]){//升序比较//交换元素inttemp=arr[j];arr[j]=arr[j+1];arr[j+1]=temp;swapped=true;}}if(!swapped){//本轮未交换，提前终止break;}}//排序后数组：[1,2,3,4,5,6,7,8]```时间复杂度：最坏情况（逆序）仍为O(n²)，但最好情况（已排序）优化为O(n)（仅一轮遍历）。5.在有序数组int[]sortedArr={2,5,7,10,10,15,20}中，使用二分查找法查找元素10，要求返回所有匹配位置的索引（可能有重复元素）。答案：标准二分查找只能找到一个匹配位置，若需所有位置，需找到左边界和右边界。步骤：(1)找第一个10的索引；(2)找最后一个10的索引；(3)收集中间所有索引。代码如下：```javaint[]sortedArr={2,5,7,10,10,15,20};inttarget=10;List<Integer>indices=newArrayList<>();//找左边界intleft=0,right=sortedArr.length1;intfirst=-1;while(left<=right){intmid=left+(rightleft)/2;//防溢出if(sortedArr[mid]>=target){right=mid1;}else{left=mid+1;}}if(left<sortedArr.length&&sortedArr[left]==target){first=left;}//找右边界left=0;right=sortedArr.length1;intlast=-1;while(left<=right){intmid=left+(rightleft)/2;if(sortedArr[mid]<=target){left=mid+1;}else{right=mid1;}}if(right>=0&&sortedArr[right]==target){last=right;}//收集所有索引if(first!=-1&&last!=-1){for(inti=first;i<=last;i++){indices.add(i);}}//输出结果：[3,4]```关键点：二分查找中`mid`的计算需避免`(left+right)/2`可能导致的整数溢出；通过调整比较条件（>=或<=）定位左右边界。6.编写方法实现两个整数数组的合并，要求合并后的数组保持原有顺序（如arr1=[1,3,5],arr2=[2,4,6]，合并后为[1,3,5,2,4,6]），并处理其中一个数组为null的情况。答案：合并逻辑需处理数组为null的情况（视为空数组），计算总长度后创建新数组，依次复制元素。代码如下：```javapublicstaticint[]mergeArrays(int[]arr1,int[]arr2){//处理null情况if(arr1==null)arr1=newint[0];if(arr2==null)arr2=newint[0];int[]merged=newint[arr1.length+arr2.length];//复制arr1元素System.arraycopy(arr1,0,merged,0,arr1.length);//复制arr2元素（从arr1长度位置开始）System.arraycopy(arr2,0,merged,arr1.length,arr2.length);returnmerged;}//测试用例int[]arr1={1,3,5};int[]arr2={2,4,6};int[]merged=mergeArrays(arr1,arr2);//[1,3,5,2,4,6]int[]mergedWithNull=mergeArrays(null,arr2);//[2,4,6]```关键点：`System.arraycopy()`的目标起始位置需设置为`arr1.length`，确保arr2元素接在arr1之后；null数组转换为空数组避免`NullPointerException`。7.给定学提供绩数组double[]scores={85.5,72.0,90.0,65.5,88.5,78.0,92.5,59.0,80.0,75.5}；要求：(1)计算平均分（保留两位小数）；(2)统计不及格（<60）人数；(3)将成绩按降序排序后输出前三名。答案：(1)平均分通过总和除以数量计算，使用`DecimalFormat`保留两位小数；(2)遍历数组统计<60的元素；(3)排序后取前三个元素。代码如下：```javadouble[]scores={85.5,72.0,90.0,65.5,88.5,78.0,92.5,59.0,80.0,75.5};//(1)计算平均分doublesum=0;for(doublescore:scores){sum+=score;}doubleaverage=sum/scores.length;DecimalFormatdf=newDecimalFormat(".00");StringavgStr=df.format(average);//"80.70"//(2)统计不及格人数intfailCount=0;for(doublescore:scores){if(score<60){failCount++;}}//结果：1（59.0）//(3)降序排序并取前三名double[]sorted=Arrays.copyOf(scores,scores.length);Arrays.sort(sorted);//升序排序后反转for(inti=0;i<sorted.length/2;i++){doubletemp=sorted[i];sorted[i]=sorted[sorted.length1i];sorted[sorted.length1i]=temp;}//或直接使用流API（Java8+）：//sorted=Arrays.stream(scores).boxed().sorted(Comparator.reverseOrder()).mapToDouble(Double::doubleValue).toArray();double[]topThree=Arrays.copyOfRange(sorted,0,3);//[92.5,90.0,88.5]```8.编写程序处理二维数组int[][]matrix={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}；要求：(1)输出矩阵对角线元素之和（主对角线和副对角线，假设矩阵为n×n）；(2)实现矩阵转置（行列互换），并输出转置后的矩阵。答案：(1)主对角线元素满足`i==j`，副对角线满足`i+j==n1`（n为行数）；(2)转置后新矩阵的`[i][j]`等于原矩阵的`[j][i]`。代码如下：```javaint[][]matrix={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};intn=matrix.length;//(1)对角线之和intmainSum=0,antiSum=0;for(inti=0;i<n;i++){mainSum+=matrix[i][i];//主对角线antiSum+=matrix[i][n1i];//副对角线}//mainSum=1+5+9=15；antiSum=3+5+7=15；总和30//(2)矩阵转置int[][]transposed=newint[n][n];for(inti=0;i<n;i++){for(intj=0;j<n;j++){transposed[j][i]=matrix[i][j];}}//转置后矩阵：{{1,4,7},{2,5,8},{3,6,9}}```9.设计一个方法publicstaticint[]removeDuplicates(int[]arr)，要求去除数组中的重复元素，保持原有顺序（如输入[3,2,3,1,2]，输出[3,2,1]），并说明该方法的时间复杂度及优化方向。答案：保持顺序的去重可通过遍历数组，使用`ArrayList`记录已出现元素，避免重复添加。代码如下：```javapublicstaticint[]removeDuplicates(int[]arr){if(arr==null||arr.length==0){returnnewint[0];}List<Integer>list=newArrayList<>();for(intnum:arr){if(!list.contains(num)){//检查是否已存在list.add(num);}}