Matriz em Java - Arrays 2D

O que é um array Matrix / 2D em Java?

“Uma matriz é uma coleção de números arranjados em um número fixo de linhas e colunas.” Normalmente são números reais. Em geral, as matrizes podem conter números complexos, mas, para simplificar, usaremos apenas números inteiros aqui. Vamos dar uma olhada em como é uma matriz. Aqui está um exemplo de uma matriz com 4 linhas e 4 colunas. Fig 1: Uma matriz 4x4 simples Para representar esta matriz em Java, podemos usar um 2 Dimensional Array. Um Array 2D tem 2 dimensões, uma para a linha e outra para a coluna. Por exemplo, se você especificar uma matriz inteira int arr[4][4], isso significa que a matriz terá 4 linhas e 4 colunas. Ou você pode dizer que para cada linha haverá 4 colunas. O tamanho/número total de células em uma matriz será linhas*colunas = mxn = 4x4 = 16. Fig 2: A matriz[4][4] na Fig 1 representada como Array 2D em Java

Declarar e inicializar uma matriz 2D

Aqui estão algumas maneiras diferentes de declarar apenas o tamanho da matriz ou inicializá-la sem mencionar o tamanho.

public class Matrices {

	public static void main(String[] args) {

		// declare & initialize 2D arrays for int and string
		int[][] matrix1 = new int[2][2];
		int matrix2[][] = new int[2][3];
           
           //the size of matrix3 will be 4x4
		int[][] matrix3 = { { 3, 2, 1, 7 }, 
					   { 9, 11, 5, 4 }, 
					   { 6, 0, 13, 17 }, 
					   { 7, 21, 14, 15 } };

		String[][] matrix4 = new String[2][2];

           //the size of matrix5 will be 2x3 
           // 3 cols because at max there are 3 columns
		String[][] matrix5 = { { "a", "lion", "meo" },  
				            { "jaguar", "hunt" } };
	}
}

Travessia de Array 2D

Todos nós sabemos como percorrer arrays regulares em Java. Para arrays 2D também não é difícil. Normalmente usamos loops 'for' aninhados para isso. Alguns iniciantes podem pensar nisso como um conceito estranho, mas assim que você se aprofundar nele, poderá implementá-lo com alguma prática. Dê uma olhada no trecho a seguir. Ele exibe apenas o número de colunas correspondentes a cada linha para sua compreensão completa.

public class MatrixTraversal {
	public static void main(String[] args) {

	    int[][] matrix = new int[4][4];
	    for (int i = 0; i < matrix.length; i++) 
	    {   
		 // length returns number of rows
		 System.out.print("row " + i + " : ");		
		 for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) 
		 { 
		    // here length returns # of columns corresponding to current row
		    System.out.print("col " + j + "  ");
		 }
	    System.out.println();
	   }
	}
}

Saída

Como imprimir uma matriz 2D em Java?

Depois que você estiver familiarizado com a travessia de Array 2D, vamos ver algumas maneiras de imprimir Arrays 2D em Java.

Usando o loop “for” aninhado

Esta é a maneira mais básica de imprimir a matriz em Java.

public class MatrixTraversal {

    public static void printMatrix(int matrix[][])
    {
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) 
	  {   
	    // length returns number of rows		
	    for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) 
	    { 
	      // here length returns number of columns corresponding to current row
		// using tabs for equal spaces, looks better aligned
		// matrix[i][j] will return each element placed at row ‘i',column 'j'
		System.out.print( matrix[i][j]  + "\t"); 
	     }
	     System.out.println();
	   }
	}
	
	public static void main(String[] args) {

		int[][] matrix = { { 3, 2, 1, 7 }, 
					 { 9, 11, 5, 4 }, 
					 { 6, 0, 13, 17 }, 
					 { 7, 21, 14, 15 } };
		printMatrix(matrix);
	}
}

Saída

Usando o loop “for-each”

Aqui está outra maneira de imprimir matrizes 2D em Java usando “ loop foreach ”. Este é um tipo especial de loop fornecido pelo Java, onde o int[]row irá percorrer cada linha da matriz. Considerando que, a variável “elemento” conterá cada elemento colocado no índice da coluna através da linha.

public class MatrixTraversal {

	public static void printMatrix(int matrix[][]){
		for (int [] row : matrix) 
		{   
			// traverses through number of rows		
			for (int element : row) 
			{ 
				// 'element' has current element of row index
				System.out.print( element  + "\t"); 
			}
			System.out.println();
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {

		int[][] matrix = {  { 3, 2, 1, 7 }, 
					  { 9, 11, 5, 4 }, 
					  { 6, 0, 13, 17 }, 
					  { 7, 21, 14, 15 } };
		printMatrix(matrix);
	}
}

Saída

Usando o método “Arays.toString()”

Arrays.toString() método em Java, converte cada parâmetro passado para ele como um único array e usa seu método embutido para imprimi-lo. Criamos um array fictício String 2D para brincar. O mesmo método também funciona para arrays inteiros. Nós encorajamos você a praticá-lo para o seu exercício.

import java.util.Arrays;
public class MatrixTraversal {
	public static void printMatrix(String matrix[][]){
	
		for (String[] row : matrix) {
			// convert each row to a String before printing
			System.out.println(Arrays.toString(row));
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {

		String [][] matrix = {  { "Hi, I am Karen" }, 
						{ "I'm new to Java"}, 
						{ "I love swimming" }, 
						{ "sometimes I play keyboard"} };
		printMatrix(matrix);
	}
}

Saída

Explicação do código

Na primeira iteração, String[]row irá ler “Hi, I am Karen” como um Array, convertê-lo em um String e, em seguida, imprimi-lo. É assim que todas as iterações ocorrerão. O utilitário fornecido aqui é que você não precisa acompanhar nenhum índice (i, j) ou loops aninhados.

Conclusão

Arrays 2D em Java são os mais simples dos arrays multidimensionais. No final deste artigo, esperamos que você não tenha medo de usá-los, mas esteja pronto para arregaçar as mangas para um trabalho sério. Você pode executar todos esses códigos de amostra ou depurar linha por linha conforme sua conveniência. Mas, no final, gostaríamos de aconselhar (como sempre) que a habilidade vem com muita prática e paciência. Espero que você tenha uma experiência de aprendizado divertida com Arrays 2D em Java. Boa sorte!