Java千問：七個問題幫助初學者深刻理解Java數組

幾乎全部的高級語言當中，都提供了一種叫作」數組」的東西，Java語言固然也不例外。咱們經過數組能夠很方便的存儲和管理一組數據。由於在Java語言當中使用數組很是的方便，因此致使不少初學者忽略了對數組的深刻學習，本文就經過七個問題，來幫助初學者深刻理解一下Java語言的數組究竟是怎麼回事。

1、數組是變量的簡單疊加嗎？

咱們在學習Java的時候，知道一個int類型的變量能夠存儲一個整數，而一個int類想的數組能夠存儲多個整數。因而不少人認爲數組只不過是變量的簡單疊加而已，無非是變量存1個數，數組存多個數。其實否則，Java語言是把數組看成一個「對象」來看待的。咱們來看下面的代碼

咱們能夠看到，在代碼中聲明瞭int型變量a和int型數組b，b的長度爲1。a和b都只能存儲1個int型數據，彷佛它們之間沒什麼區別。可是請注意：a和b之間實際上是有本質區別的，a是一個基礎數據類型的變量，而b則是一個對象！正由於它是一個對象，因此咱們才能夠調用到它的getClass()方法。那麼緊接着小夥伴們會問：b既然是一個對象，那麼這個對象是什麼類型的呢？咱們能夠經過「b.getClass().getName()」得到它類型的名稱是」 [I」。讀者也能夠經過這種方式，得到其餘幾種基礎數據類型數組的類型名稱。最重要的是，咱們必須搞清楚：數組不是變量的簡單疊加！即使是基礎數據類型的數組，也是以對象的形式存在的。

2、爲何數組的下標是從0開始的？

同不少編程語言同樣，Java語言數組的下標也是從0開始的。不少初學者都不理解，爲何數組下標要從0而不是從1開始？這太不符合咱們的平常計數習慣了。爲了說清楚這個問題，咱們仍是先看一段代碼

在這段代碼中，建立了一個長度爲5的數組並命名爲a。在程序實際運行的時候，會分配一組連續的空間，這組空間中能夠存儲5個int型數據。爲了可以準確的從這組空間的任意一個單元中找到數據，虛擬機必須可以對這組空間中任意一個單元作出識別。那麼如何識別每一個單元呢？虛擬機能夠把每一個單元都進行單獨的命名，這樣作固然可以達到目的，可是這麼作跟使用變量就沒什麼區別了，更體現不出這組數據是一個連續的總體。實際的狀況是：虛擬機給這組空間的第一個單元命名爲a，若是但願找到a自己，那麼就直接用a[0]來表示，其中方括號中的0表示偏移量。偏移量爲0，就表示找的就是a這個空間中的數據，而a[1]表示以a爲基準點，偏移1個單元，這樣就找到了數組中第2個元素，以此類推，想找到數組中第5個元素，就以a這個單元爲基準點，再偏移4個單元便可。所以咱們就能夠知道，數組的下標本質上並非數組元素的編號，而是以數組首元素爲基準點所偏移的量。這就是數組下標從0開始的緣由。

3、數組的長度爲何能夠用變量表示？

咱們仍是先來看一段代碼

這段代碼中，在建立數組的時候，以變量表示了這個數組的長度，這種作法放到Java語言中彷佛很常見，可是若是使用C語言編程，在建立數組的時候，數組的長度必須是一個固定的值，不能用變量來表示。不少人彷佛對這個問題不覺得然，只是簡單的認爲這只是Java和C語言之間一點簡單的語法差異而已。
其實問題遠不是這麼簡單。這個簡單的語法差異其實體現出了Java與C語言之間編譯和運行機制本質的不一樣。變量是運行時才被賦值的，Java語言容許把數組的長度以變量的形式來表示，其背後的根本緣由就是容許數組一直等到」運行時」才把長度肯定下來。也就是說，程序員能夠在編碼的時候，不用規定數組的長度，等到程序實際運行的時候，根據實際須要去肯定數組的長度，這樣大大增長了程序的靈活性。

舉個例子：若是咱們編寫程序，要求用戶輸入幾個數字保存到數組中，而後進行排序，用戶輸入多少個數字不肯定。若是咱們用Java語言去完成這個程序，只要先讓用戶輸入他想對多少個數字進行排序，而後把數字的個數保存到一個變量中，接着以這個變量的值做爲長度建立數組就能夠。可是若是是用C語言來完成程序，那麼程序員必須在編寫代碼的時候就把數組的長度定下來，而不能等到程序運行的時候再去肯定。由於C語言不能動態的在運行時肯定數組的長度，必須在編譯階段就把長度肯定下來。可是程序員在編碼的時候並不肯定用戶要對多少數字完成排序，因而就只能以經驗推測，建立一個他認爲」足夠大」的數組來存放排序的數字。若是建立的數組太大，則浪費空間，若是數組過小，則沒法保存所有數字。

說了這麼多，重點其實就一句話：Java語言的數組能夠在」運行時」肯定長度！而且這個特色大大的增長了程序的靈活性。

4、Java數組的長度能夠爲0嗎？

這個問題很簡單，只要寫一段代碼就能夠獲得答案：能夠！關鍵問題來了：長度爲0的數組不能存數據，這種數組有什麼意義呢？前面說過，Java語言容許在程序運行過程當中動態肯定數組長度。那麼咱們就能夠設想這樣的一個場景：要求編碼查詢出考試總分在700分以上的學員，而且把他們的姓名存儲到一個字符串數組中。假如通過查詢以後，發現沒有成績在700分以上的學員，該如何表示這個查詢結果呢？若是查詢方法返回null來表示沒有查到符合條件的數據，會對後續程序帶來必定的風險，由於畢竟空對象可能會致使後面的處理代碼中拋出空指針異常。而用一個長度爲0的數組來表示查詢結果就安全多了，僅能體現出沒有查到符合條件的數據，又下降了拋出異常的風險。

5、Java語言中的數組能夠擴大容量嗎？

答案是不能夠！由於數組一旦分配了空間以後，若是想在原來空間的基礎上擴大容量，就如同是擴張地盤，勢必會影響到內存中其餘數據的存儲，因此Java語言不容許數組擴大容量。網上有不少資料，講解了如何擴大數組的容量，並給出了實現代碼。若是你仔細去看這些代碼，你會發現，這些所謂擴大數組容量的算法，其實現過程都是新建立一個更大的數組，而後把原數組中的數據拷貝到新數組中，最終返回那個新建立的數組。所以這種所謂的擴容算法其實並非真正的擴容。

6、能夠建立抽象類數組嗎？

仍是看代碼

代碼中建立了一個抽象類A，而且在main()方法中建立了一個A類型的數組。問題又來了：抽象類A不能建立對象，而如今不只建立了對象，而且仍是一組！這是怎麼回事？其實這也是不少初學者在理解引用類型數據數組的一個誤區：認爲數組中存放的某種類型的對象。其實否則，引用數據類型的數組中，存放的並非對象，而只是能指向這種對象的引用而已。就拿上面這段代碼來講，數組a中並無存放5個A類型的對象，而只是存放了5個可以指向A類型對象的引用，這些引用在數組初始化的過程當中，都指向空對象(null)，因此千萬不要錯誤的認爲建立了某類型的數組，同時就建立了N個該類型的對象。代碼中，數組a中所存放的那些引用，未來所指向的一定也是A類子類的對象，由於A類自身根本就不能建立對象。

7、多維數組的length屬性值是多少？

看代碼

以上代碼運行，輸出結果會是多少呢？一部分初學者會認爲輸出的結果是12，由於這個數組可以存儲12個數字。但程序實際運行輸出的結果倒是3，這是爲何呢？就是由於，不管數組自己的維度是多少，在Java虛擬機看來，這個數組都是一維數組！有小夥伴可能不解：a明明是一個二維數組，怎麼會被看成是一維數組呢？咱們能夠看下圖來幫助理解

咱們能夠看到，圖中是一個3行4列的二維數組。可是若是咱們把數組中的每一行看做是一個元素，那麼這個二維數組就能夠被理解爲一個一維數組，數組中包含3個元素，只不過每一個元素並非一個簡單的數字，而是一個一維數組。也就是說，這個二維數組能夠被理解爲」由3個一維數組組成的數組」。Java語言就是以這樣的方式來管理數組的，不管數組維度是多少，都被看成一維數組，若是數組中的元素又是數組(嚴格的表述應該是：數組元素是指向一維數組的引用)，那麼就造成了多維數組。所以，剛纔在代碼中看到的那個二維數組a，它的length屬性值爲3而不是12。

但願經過這七個問題，可以幫助初學者深刻理解Java語言的數組。

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