Arrays verstehen: Index, Länge und Zugriff

Eine Variable ist ein benannter Speicherplatz für einen Wert. Oft brauchst du mehrere Werte, die zusammengehören und vom gleichen Datentyp sind, zum Beispiel nur Zahlen oder nur Namen. Jeden dieser Werte einzeln zu deklarieren und zu verarbeiten, wäre sehr aufwendig.

Deshalb gibt es in Java Arrays. Ein Array ist eine Sammlung von Daten des gleichen Typs. Alle Variablen im Array haben einen gemeinsamen Namen. Du sprichst sie über unterschiedliche Indexe an. Der Index ist die Nummer des Platzes. Statt Array sagt man auch Feld.

Eine Grenze gibt es: Die Länge eines Arrays ist festgelegt. Wenn die Größe zunächst unbekannt ist oder sich ändern kann, sind Arrays keine gute Lösung.

Jeder Platz im Array hat eine Nummer, den Index. In Java beginnt die Zählung bei 0. Das erste Element hat also den Index 0. Willst du den 5. Wert ansprechen, brauchst du den Index 4: der gewünschte Platz minus 1. Andere Sprachen zählen teils anders: In Fortran beginnt der Index bei 1.

Die Länge eines Arrays steht in der Variablen length. Du fragst sie ab, indem du an den Namen des Arrays einen Punkt und length hängst, zum Beispiel array.length. Hat ein Array zehn Plätze, ist length gleich 10. Gültig sind dann die Indizes 0 bis 9, also 0 bis length − 1. Eine Schleife über das ganze Array läuft deshalb nur bis zur Länge minus 1.

Java prüft bei jedem Zugriff, ob der Index gültig ist. Ist er kleiner als 0 oder zu groß, meldet Java einen Fehler namens ArrayIndexOutOfBoundsException. Das Programm bricht dann normalerweise ab. Du kannst vorher selbst prüfen: if (index >= 0 && index < value.length). Diese Bedingung lässt nur gültige Indexe durch. Weil dort „kleiner als length“ steht, ist ein Index gleich length nicht erlaubt.

Anlegen: Ein Array deklarierst du fast wie eine normale Variable. Erst kommt der Datentyp, dann eckige Klammern, dann der Name, zum Beispiel int[] array. Das sagt nur, unter welchem Namen das Feld angesprochen wird. Den Platz musst du mit dem Schlüsselwort new anfordern: array = new int[10]; reserviert Platz für zehn Werte vom Typ int. Alternativ gibst du die Werte gleich an: int[] zahlen = { 17, 125, 100, 250 }; Bei Zahlen setzt Java neu angelegte Plätze automatisch auf 0.

Ändern: Mit Namen und Index setzt du einen Wert, zum Beispiel array[4] = 3; Das ändert den 5. Platz, denn der Index ist der Platz minus 1. Die Länge bleibt unveränderlich: Es können weder zusätzliche Werte aufgenommen noch Plätze freigegeben werden.

Lesen: Du schreibst Namen und Index, zum Beispiel array[i]. Mit einer Schleife liest du nacheinander alle Plätze. Die for-Schleife hat drei Teile: einen Start (int i = 0), einen Test (i < daten.length) und einen Schritt (i++). Solange der Test stimmt, wird der Inhalt der Schleife wiederholt.

Durchsuchen: Bei der linearen Suche gehst du das Array Element für Element durch, bis du das gesuchte gefunden hast. Das Java-Beispiel gibt die Position des Elements zurück. Ist das Element nicht im Array, gibt es -1 zurück.

Ein eindimensionales Array ist eine einfache Reihe von Plätzen. Du brauchst nur einen Index, um einen Platz zu finden.

In Java kann ein Array auch selbst wieder Arrays enthalten: ein Array von Arrays, also ein geschachteltes Array. Du erkennst es an mehreren Paaren eckiger Klammern. double[][] array2; ist ein zweidimensionales Array aus double-Werten (Zahlen wie 1.0 oder 2.0). double[][][] array3; ist dreidimensional. Für jede Dimension gibt es einen eigenen Index und eine eigene Länge.

Mit array2 = new double[5][4]; entsteht eine Tabelle mit fünf Zeilen und vier Spalten. Du kannst die Spaltenzahl auch weglassen: array2 = new double[5][]; reserviert Platz für fünf Arrays, die du später zuweist. Diese Unter-Arrays dürfen verschieden lang sein.

Achtung: Bei dieser Art musst du vor dem Zugriff sicherstellen, dass das Unter-Array wirklich existiert. Sonst steht dort null, und das führt zu einem Fehler mit Programmabbruch. Auch ein Zugriff hinter dem Ende eines Unter-Arrays bricht das Programm ab. Die Längen fragst du so ab: array2.length ist die Anzahl der Plätze für Unter-Arrays, array2[4].length die Anzahl der Werte im Unter-Array mit dem Index 4.