如何在 Java 中以编程方式访问多维数组？

Question

假设我们有一个多维数组，并且维数只有在运行时才知道。假设我们有整数个索引。

如何对数组应用索引以访问数组的元素？

更新

假设：

int [] indices = new int { 2, 7, 3, ... , 4}; // indices of some element
int X = indices.length; // number of dimensions
Object array = .... // multidimensional array with number of dimensions X

...

我想从array 获取索引indices 寻址的元素。

更新 2

我基于递归编写了以下代码：

package tests;

import java.util.Arrays;

public class Try_Multidimensional {

    private static int element;

    public static int[] tail(int[] indices) {
        return Arrays.copyOfRange(indices, 1, indices.length);
    }


    public static Object[] createArray(int ... sizes) {

        Object[] ans = new Object[sizes[0]];

        if( sizes.length == 1 ) {
            for(int i=0; i<ans.length; ++i ) {
                ans[i] = element++;
            }
        }

        else {
            for(int i=0; i<ans.length; ++i) {
                ans[i] = createArray(tail(sizes)); 
            }
        }

        return ans;

    }

    public static Object accessElement(Object object, int ... indices) {

        if( object instanceof Object[] ) {

            Object[] array = (Object[]) object;

            return accessElement(array[indices[0]], tail(indices));

        }

        else {
            return object;
        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        element = 0;
        Object array = createArray(4, 5, 12, 7);

        System.out.println(accessElement(array, 0, 0, 0, 0));
        System.out.println(accessElement(array, 0, 0, 0, 1));
        System.out.println(accessElement(array, 1, 0, 10, 0));
        try {
            System.out.println(accessElement(array, 0, 5, 0, 1));
        }
        catch(Exception e) {
            System.out.println(e.toString());
        }

    System.out.println(4*5*12*7-1);
    System.out.println(accessElement(array, 3, 4, 11, 6));

    }

}

问题是：

1) 有没有来自 JDK 和/或著名库的可靠现成方法？

2) 我使用的是Object。可以避免吗？我可以创建/访问内置或特定类型的可变维度数组吗？使用Object 的回报有多大？

Answer 1

int index(Object arrayToIndex, int... indices) {
    for (int i = 0; i < indices.length - 1; i++) {
        arrayToIndex = ((Object[]) arrayToIndex)[indices[i]];
    }
    return ((int[]) arrayToIndex)[indices[indices.length-1]];
}

遍历维度并对每个维度进行索引，一次一个。最后一维的强制转换和特殊情况会很烦人，所以我建议将它包装在某种 n 维数组类中。 (It looks like some options already exist.)

Answer 2

您可以发现每个维度的大小作为单独的数组（因为它们就是这样）：

public void someMEthod(int[][][] matrix) {
    int d1 = matrix.length;
    int d2 = 0;
    int d3 = 0;
    if(d1 > 0) {
        d2 = matrix[0].length;
        if(d2 > 0) {
            d3 = matrix[0][0].length;
        }
    }
    System.out.println("Dimension 1 is " + d1);
    System.out.println("Dimension 2 is " + d2);
    System.out.println("Dimension 3 is " + d3);
}

希望对你有帮助。

Answer 3

我发现了一种使用反射的有趣方法。这只是我拼凑的一些代码，但你可以将它包装在一个类中并让它变得漂亮。

// build and fill an array to the given depth
public static Object[] constructArray(Object[] array, int depth) {
    if(depth == 0)
        return null;

    for(int i=0;i<array.length;i++) {
        Array.set(array, i, constructArray(new Object[array.length], depth-1));
    }
    return array;
}

// sets a value in the multi dimensional array using the indicies
public static void setArrayUsingIndecies(Object array, int[] indicies, Object value) {
    if(indicies.length == 0)
        return;

    for(int i=0;i<indicies.length-1;i++) {
        array = Array.get(array, indicies[i]);
    }

    Array.set(array, indicies[indicies.length-1], value);
}

// gets a value in the multi dimmensional array using the indicies
public static Object getArrayUsingIndecies(Object array, int[] indicies) {

    Object value = array;
    for(int i=0;i<indicies.length;i++) {
        value = Array.get(value, indicies[i]);
    }

    return value;
}

这里有一些示例代码

int numberOfDimmensions = 2;

Object array = constructArray(new Object[numberOfDimmensions], numberOfDimmensions);

int [] indices = new int [] { 0, 1 };
setArrayUsingIndecies(array, indices, "Hello");
System.out.println(getArrayUsingIndecies(array, indices)); // Hello
indices = new int [] { 0, 0 };
System.out.println(getArrayUsingIndecies(array, indices)); // null

Answer 4

它比我们想象的更简单吗？这种方法怎么样：

int [] indices = new int { 2, 7, 3, ... , 4}; // indices of some element
int X = indices.length; // number of dimensions
Object array = new Object[X].... // multidimensional array with number of dimensions X

然后：

Object myObject = array[indices[1]]  // myObject references the 7th element of array

您必须确保您的索引数组不包含大于索引大小的数字 - 1。例如

indices = new int [5,4,3,2,1] // ok
indices = new int [6,4,3,2,1] // not ok, because you would access the 6th Element in an arry with length 5