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chenssy · 更新于 2018-11-28 11:00:43

数组之一:认识 JAVA 数组

噢,它明白了,河水既没有牛伯伯说的那么浅,也没有小松鼠说的那么深,只有自己亲自试过才知道!道听途说永远只能看到表明现象,只有亲自试过了,才知道它的深浅!!!!!

一、什么是数组

数组?什么是数组?在我印象中的数组是应该这样的:通过 new 关键字创建并组装他们,通过使用整形索引值访问它的元素,并且它的尺寸是不可变的!

但是这只是数组的最表面的东西!深一点?就是这样:数组是一个简单的复合数据类型,它是一系列有序数据的集合,它当中的每一个数据都具有相同的数据类型,我们通过数组名加上一个不会越界下标值来唯一确定数组中的元素。

还有更深的,那就是数组是一个特殊的对象!!(对于这个 LZ 理解的不是很好,对JVM也没有看,所以见解有限)。以下参考文献:http://developer.51cto.com/art/201001/176671.htm、http://www.blogjava.net/flysky19/articles/92763.html?opt=admin

不管在其他语言中数组是什么,在 Java 中它就是对象。一个比较特殊的对象。


    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            int[] array = new int[10];
            System.out.println("array的父类是:" +  array.getClass().getSuperclass());
            System.out.println("array的类名是:" + array.getClass().getName());
        }
    }
    -------Output:
    array的父类是:class java.lang.Object
    array的类名是:[I

从上面示例可以看出,数组的是 Object 的直接子类,它属于“第一类对象”,但是它又与普通的 Java 对象存在很大的不同,从它的类名就可以看出:[I,这是什么东东??在 JDK 中我就没有找到这个类,话说这个”[I”都不是一个合法标识符。怎么定义成类啊?所以我认为 SUM 那帮天才肯定对数组的底层肯定做了特殊的处理。

我们再看如下示例:


    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            int[] array_00 = new int[10];
            System.out.println("一维数组:" + array_00.getClass().getName());
            int[][] array_01 = new int[10][10];
            System.out.println("二维数组:" + array_01.getClass().getName());

            int[][][] array_02 = new int[10][10][10];
            System.out.println("三维数组:" + array_02.getClass().getName());
        }
    }
    -----------------Output:
    一维数组:[I
    二维数组:[[I
    三维数组:[[[I

通过这个实例我们知道:[代表了数组的维度,一个[表示一维,两个[表示二维。可以简单的说数组的类名由若干个’[‘和数组元素类型的内部名称组成。不清楚我们再看:


    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("Object[]:" + Object  [].class);
            System.out.println("Object[][]:" + Object[][].class);
            System.err.println("Object[][][]:" + Object[]  [][].class);
            System.out.println("Object:" + Object.class);
        }
    }
    ---------Output:
    Object[]:class [Ljava.lang.Object;
    Object[][]:class [[Ljava.lang.Object;
    Object[][][]:class [[[Ljava.lang.Object;
    Object:class java.lang.Object

从这个实例我们可以看出数组的“庐山真面目”。同时也可以看出数组和普通的 Java 类是不同的,普通的 Java 类是以全限定路径名 + 类名来作为自己的唯一标示的,而数组则是以若干个 [+L+ 数组元素类全限定路径+类来最为唯一标示的。这个不同也许在某种程度上说明了数组也普通 Java 类在实现上存在很大的区别,也许可以利用这个区别来使得 JVM 在处理数组和普通 Java 类时作出区分。

我们暂且不论这个[I 是什么东东,是由谁来声明的,怎么声明的(这些我现在也不知道!但是有一点可以确认:这个是在运行时确定的)。先看如下:


    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            int[] array = new int[10];
            Class clazz = array.getClass();   
            System.out.println(clazz.getDeclaredFields ().length);   
            System.out.println(clazz.getDeclaredMethods ().length);   
            System.out.println(clazz.getDeclaredConstructors().length);   
            System.out.println(clazz.getDeclaredAnnotations().length);   
            System.out.println(clazz.getDeclaredClasses().length);   
        }
    }
    ----------------Output:
    0
    0
    0
    0
    0

从这个运行结果可以看出,我们亲爱的 [I 没有生命任何成员变量、成员方法、构造函数、Annotation 甚至连 length 成员变量这个都没有,它就是一个彻彻底底的空类。没有声明 length,那么我们 array.length 时,编译器怎么不会报错呢?确实,数组的 length 是一个非常特殊的成员变量。我们知道数组的是 Object 的直接之类,但是 Object 是没有 length 这个成员变量的,那么 length 应该是数组的成员变量,但是从上面的示例中,我们发现数组根本就没有任何成员变量,这两者不是相互矛盾么?


    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            int a[] = new int[2];
            int i = a.length;
        }
    }

打开 class 文件,得到 main 方法的字节码:


    0 iconst_2                   //将int型常量2压入操作数栈  
        1 newarray 10 (int)          //将2弹出操作数栈,作为长度,创建一个元素类型为int, 维度为1的数组,并将数组的引用压入操作数栈  
        3 astore_1                   //将数组的引用从操作数栈中弹出,保存在索引为1的局部变量(即a)中  
        4 aload_1                    //将索引为1的局部变量(即a)压入操作数栈  
        5 arraylength                //从操作数栈弹出数组引用(即a),并获取其长度(JVM负责实现如何获取),并将长度压入操作数栈  
        6 istore_2                   //将数组长度从操作数栈弹出,保存在索引为2的局部变量(即i)中  
        7 return                     //main方法返回

在这个字节码中我们还是没有看到 length 这个成员变量,但是看到了这个:arraylength ,这条指令是用来获取数组的长度的,所以说 JVM 对数组的长度做了特殊的处理,它是通过 arraylength 这条指令来实现的。

二、数组的使用方法

通过上面算是对数组是什么有了一个初步的认识,下面将简单介绍数组的使用方法。

数组的使用方法无非就是四个步骤:声明数组、分配空间、赋值、处理。

声明数组:就是告诉计算机数组的类型是什么。有两种形式:int[] array、int array[]。

分配空间:告诉计算机需要给该数组分配多少连续的空间,记住是连续的。array = new int[10];

赋值:赋值就是在已经分配的空间里面放入数据。array[0] = 1 、array[1] = 2…… 其实分配空间和赋值是一起进行的,也就是完成数组的初始化。有如下三种形式:


    int a[] = new int[2];    //默认为0,如果是引用数据类型就为 null
            int b[] = new int[] {1,2,3,4,5};    
            int c[] = {1,2,3,4,5};

处理:就是对数组元素进行操作。通过数组名+有效的下标来确认数据。

PS:由于能力有限,所以“什么是数组”主要是参考这篇博文:http://developer.51cto.com/art/201001/176671.htm 下篇将更多的介绍数组的一些特性,例如:效率问题、Array 的使用、浅拷贝以及与 list 之间的转换问题。

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