當前位置:才華齋>計算機>java語言>

Java中陣列的特性

java語言 閱讀(4.83K)

陣列是基本上所有語言都會有的一種資料型別,它表示一組相同型別的資料的集合,具有固定的長度,並且在記憶體中佔據連續的空間。下面是小編分享的Java中陣列的特性,歡迎大家參考!

Java中陣列的特性

Java中的陣列是物件嗎?

Java和C++都是面向物件的語言。在使用這些語言的時候,我們可以直接使用標準的類庫,也可以使用組合和繼承等面向物件的特性構建自己的類,並且根據自己構建的類建立物件。那麼,我們是不是應該考慮這樣一個問題:在面向物件的語言中,陣列是物件嗎?

要判斷陣列是不是物件,那麼首先明確什麼是物件,也就是物件的定義。在較高的層面上,物件是根據某個類創建出來的一個例項,表示某類事物中一個具體的個體。物件具有各種屬性,並且具有一些特定的行為。而在較低的層面上,站在計算機的角度,物件就是記憶體中的一個記憶體塊,在這個記憶體塊封裝了一些資料,也就是類中定義的各個屬性,所以,物件是用來封裝資料的。以下為一個Person物件在記憶體中的表示:

注意:

1)小的紅色矩形表示一個引用(地址)或一個基本型別的資料,大的紅色矩形表示一個物件,多個小的紅色矩形組合在一塊,可組成一個物件。

2)name在物件中只表示一個引用, 也就是一個地址值,它指向一個真實存在的字串物件。在這裡嚴格區分了引用和物件。

那麼在Java中,陣列滿足以上的條件嗎?在較高的層面上,陣列不是某類事物中的一個具體的個體,而是多個個體的集合。那麼它應該不是物件。而在計算機的角度,陣列也是一個記憶體塊,也封裝了一些資料,這樣的話也可以稱之為物件。以下是一個數組在記憶體中的表示:

這樣的話, 陣列既可以是物件, 也可以不是物件。至於到底是不是把陣列當做物件,全憑Java的設計者決定。陣列到底是不是物件, 通過程式碼驗證:

[java] view plain copyint[] a = new int[4];

//th; //對屬性的引用不能當成語句

int len = th; //陣列中儲存一個欄位, 表示陣列的長度

//以下方法說明陣列可以呼叫方法,java中的陣列是物件.這些方法是Object中的方法,所以可以肯定,陣列的最頂層父類也是Object

e();

ring();

在陣列a上, 可以訪問他的屬性,也可以呼叫一些方法。這基本上可以認定,java中的陣列也是物件,它具有java中其他物件的一些基本特點:封裝了一些資料,可以訪問屬性,也可以呼叫方法。所以,陣列是物件。

而在C++中,陣列雖然封裝了資料,但陣列名只是一個指標,指向陣列中的首個元素,既沒有屬性,也沒有方法可以呼叫。如下程式碼所示:

[cpp] view plain copyint main(){

int a[] = {1, 2, 3, 4};

int* pa = a;

//無法訪問屬性,也不能呼叫方法。

return 0;

}

所以C++中的陣列不是物件,只是一個數據的集合,而不能當做物件來使用。

 Java中陣列的型別

Java是一種強型別的語言。既然是物件, 那麼就必須屬於一個型別,比如根據Person類建立一個物件,這個物件的型別就是Person。那麼陣列的型別是什麼呢?看下面的程式碼:

[java] view plain copyint[] a1 = {1, 2, 3, 4};

tln(lass()ame());

//打印出的陣列類的名字為[I

String[] s = new String[2];

tln(lass()ame());

//打印出的陣列類的名字為 [ng;

String[][] ss = new String[2][3];

tln(lass()ame());

//打印出的陣列類的名字為 [[ng;

打印出a1的型別為[ I ,s 的型別是[ng; , ss的型別是[[ng;

所以,陣列也是有型別的。只是這個型別顯得比較奇怪。你可以說a1的型別是int[],這也無可厚非。但是我們沒有自己建立這個類,也沒有在Java的標準庫中找到這個類。也就是說不管是我們自己的程式碼,還是在JDK中,都沒有如下定義:

[java] view plain copypublic class int[] {

// ...

// ...

// ...

}

這隻能有一個解釋,那就是虛擬機器自動建立了陣列型別,可以把陣列型別和8種基本資料型別一樣, 當做java的內建型別。這種型別的命名規則是這樣的:

* 每一維度用一個[表示;開頭兩個[,就代表是二維陣列。

* [後面是陣列中元素的型別(包括基本資料型別和引用資料型別)

在java語言層面上,s是陣列,也是一個物件,那麼他的型別應該是String[],這樣說是合理的。但是在JVM中,他的型別為[ng。順便說一句普通的類在JVM裡的型別為 包名+類名,也就是全限定名。同一個型別在java語言中和在虛擬機器中的表示可能是不一樣的。

Java中陣列的繼承關係

上面已經驗證了,陣列是物件,也就是說可以以操作物件的方式來運算元組。並且陣列在虛擬機器中有它特別的型別。既然是物件,遵循Java語言中的規則 -- Object是上帝, 也就是說所有類的頂層父類都是Object。陣列的頂層父類也必須是Object,這就說明陣列物件可以向上直接轉型到Object,也可以向下強制型別轉換,也可以使用instanceof關鍵字做型別判定。 這一切都和普通物件一樣。如下程式碼所示:

[java] view plain copy//1 在test1()中已經測試得到以下結論: 陣列也是物件, 陣列的頂層父類是Object, 所以可以向上轉型

int[] a = new int[8];

Object obj = a ; //陣列的父類也是Object,可以將a向上轉型到Object

//2 那麼能向下轉型嗎?

int[] b = (int[])obj; //可以進行向下轉型

//3 能使用instanceof關鍵字判定嗎?

if(obj instanceof int[]){ //可以用instanceof關鍵字進行型別判定

tln("obj的真實型別是int[]");

}

Java中陣列的另一種“繼承”關係

如下程式碼是正確的,卻很容易讓我們疑惑:

[java] view plain copyString[] s = new String[5];

Object[] obja = s; //成立,說明可以用Object[]的引用來接收String[]的物件

Object[]型別的引用可以指向String[]型別的陣列物件? 由上文的驗證可以得知陣列型別的頂層父類一定是Object,那麼上面程式碼中s的直接父類是誰呢?難道說String[]繼承自Object[],而Object[]又繼承自Object? 讓我們通過反射的方式來驗證這個問題:

[java] view plain copy//5 那麼String[] 的直接父類是Object[] 還是 Object?

tln(lass()uperclass()ame());

//列印結果為ct,說明String[] 的直接父類是 Object而不是Object[]

由程式碼可知,String[]的直接父類就是Object而不是Object[]。可是Object[]的`引用明明可以指向String[]型別的物件。那麼他們的繼承關係有點像這樣:

這樣的話就違背了Java單繼承的原則。String[]不可能即繼承Object,又繼承Object[]。上面的類圖肯定是錯誤的。那麼只能這樣解釋:陣列類直接繼承了Object,關於Object[]型別的引用能夠指向String[]型別的物件,這種情況只能是Java語法之中的一個特例,並不是嚴格意義上的繼承。也就是說,String[]不繼承自Object[],但是我可以允許你向上轉型到Object[],這種特性是賦予你的一項特權。

其實這種關係可以這樣表述:如果有兩個類A和B,如果B繼承(extends)了A,那麼A[]型別的引用就可以指向B[]型別的物件。如下程式碼所示:

[java] view plain copypublic static class Father {

}

public static class Son extends Father {

}

[java] view plain copy//6 下面成立嗎? Father是Son的直接父類

Son[] sons = new Son[3];

Father[] fa = sons; //成立

//7 那麼Son[] 的直接父類是Father[] 還是 Object[] 或者是Object?

tln(lass()uperclass()ame());

//列印結果為ct,說明Son[]的直接父類是Object

上面的結論可以擴充套件到二維陣列和多維陣列:

[java] view plain copySon[][] sonss = new Son[2][4];

Father[][] fathers = sonss;

上面的程式碼可以這樣理解:

將Father[][]陣列看成是一維陣列, 這是個陣列中的元素為Father[],將Son[][]陣列看成是一維陣列, 這是個陣列中的元素為Son[],因為Father[]型別的引用可以指向Son[]型別的物件,所以,根據上面的結論,Father[][]的引用可以指向Son[][]型別的物件。

陣列的這種用法不能作用於基本型別資料:

[java] view plain copyint[] aa = new int[4];

//Object[] objaa = aa; //錯誤的,不能通過編譯

這是錯誤的, 因為int不是引用型別,Object不是int的父類,在這裡自動裝箱不起作用。但是這種方式是可以的:

[java] view plain copyObject[] objss = {"aaa", 1, 2.5};

這種情況下自動裝箱可以工作,也就是說,Object陣列中可以存放任何值,包括基本資料型別。

Java為什麼會為陣列提供這樣一種語法特性呢?也就是說這種語法有什麼作用?編寫過Android中Sqlite資料庫操作程式的同學可能發現過這種現象,用一個Object[]引用接收所有的陣列物件,在編譯SQL語句時,為SQL語句中的佔位符提供對應的值。

[java] view plain SQL("INSERT INTO person VALUES (NULL, ?, ?)", new Object[]{, });

所以這種特性主要是用於方法中引數的傳遞。如果不傳遞陣列,而是依次傳遞各個值,會使方法引數列表變得冗長。如果使用具體的陣列型別,如String[],那麼就限定了型別,失去了靈活性。所以傳遞陣列型別是一種比較好的方式。但是如果沒有上面的陣列特性(如果有兩個類A和B,如果B繼承(extends)了A,那麼A[]型別的引用就可以指向B[]型別的物件),那麼陣列型別就只能通過Object型別接收,這樣就無法在方法內部訪問或遍歷陣列中的各個元素。如下程式碼:

[java] view plain copyprivate static void test3() {

String[] a = new String[3];

doArray(a);

}

private static void doArray(Object[] objs){

}

private static void doArray1(Object obj){

//不能用Object接收陣列,因為這樣無法對陣列的元素進行訪問

// obj[1] //錯誤

//如果在方法內部對obj轉型到陣列,存在型別轉換異常的風險

// Object[] objs = (Object[]) obj;

}

private static void doArray2(String[] strs){

//如果適用特定型別的陣列,就限制了型別,失去靈活性和通用性

}

private static void doArray3(String name, int age, String id, float account){

//如果不適用陣列而是依次傳遞引數,會使引數列表變得冗長,難以閱讀

}

到此為止,陣列的特性就總結完了。上文中加粗的部分為重要結論。下面貼出整個原始碼:

原始碼

[java] view plain copypackage array;

public class ArrayTest {

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

test1();

test2();

test3();

}

/**

* 陣列具有這種特性:

* 如果有兩個類A和B,如果B繼承(extends)了A,那麼A[]型別的引用就可以指向B[]型別的物件

* 測試陣列的特殊特性對引數傳遞的便利性

*/

private static void test3() {

String[] a = new String[3];

doArray(a);

}

private static void doArray(Object[] objs){

}

private static void doArray1(Object obj){

//不能用Object接收陣列,因為這樣無法對陣列的元素進行訪問

// obj[1] //錯誤

//如果在方法內部對obj轉型到陣列,存在型別轉換異常的風險

// Object[] objs = (Object[]) obj;

}

private static void doArray2(String[] strs){

//如果適用特定型別的陣列,就限制了型別,失去靈活性和通用性

}

private static void doArray3(String name, int age, String id, float account){

//如果不適用陣列而是依次傳遞引數,會使引數列表變得冗長,難以閱讀

}

/**

* 測試陣列的整合關係, 並且他的繼承關係是否和陣列中元素的型別有關

*/

private static void test2() {

//1 在test1()中已經測試得到以下結論: 陣列也是物件, 陣列的頂層父類是Object, 所以可以向上轉型

int[] a = new int[8];

Object obj = a ; //陣列的父類也是Object,可以將a向上轉型到Object

//2 那麼能向下轉型嗎?

int[] b = (int[])obj; //可以進行向下轉型

//3 能使用instanceof關鍵字判定嗎?

if(obj instanceof int[]){ //可以用instanceof關鍵字進行型別判定

tln("obj的真實型別是int[]");

}

//4 下面程式碼成立嗎?

String[] s = new String[5];

Object[] obja = s; //成立,說明可以用Object[]的引用來接收String[]的物件

//5 那麼String[] 的直接父類是Object[] 還是 Object?

tln(lass()uperclass()ame());

//列印結果為ct,說明String[] 的直接父類是 Object而不是Object[]

//6 下面成立嗎? Father是Son的直接父類

Son[] sons = new Son[3];

Father[] fa = sons; //成立

//7 那麼Son[] 的直接父類是Father[] 還是 Object[] 或者是Object?

tln(lass()uperclass()ame());

//列印結果為ct,說明Son[]的直接父類是Object

/**

* 做一下總結, 如果A是B的父類, 那麼A[] 型別的引用可以指向 B[]型別的變數

* 但是B[]的直接父類是Object, 所有陣列的父類都是Object

*/

//8 上面的結論可以擴充套件到二維陣列

Son[][] sonss = new Son[2][4];

Father[][] fathers = sonss;

//將Father[][]陣列看成是一維陣列, 這是個陣列中的元素為Father[]

//將Son[][]陣列看成是一維陣列, 這是個陣列中的元素為Son[]

//因為Father[]型別的引用可以指向Son[]型別的物件

//所以,根據上面的結論,Father[][]的引用可以指向Son[][]型別的物件

/**

* 擴充套件結論:

* 因為Object是所有引用型別的父類

* 所以Object[]的引用可以指向任何引用資料型別的陣列的物件. 如:

* Object[] objs = new String[1];

* Object[] objs = new Son[1];

*

*/

//9 下面的程式碼成立嗎?

int[] aa = new int[4];

//Object[] objaa = aa; //錯誤的,不能通過編譯

//這是錯誤的, 因為Object不是int的父類,在這裡自動裝箱不起作用

//10 這樣可以嗎?

Object[] objss = {"aaa", 1, 2.5};//成立

}

/**

* 測試在java語言中,陣列是不是物件

* 如果是物件, 那麼他的型別是什麼?

*/

private static void test1() {

int[] a = new int[4];

//th; //對屬性的引用不能當成語句

int len = th; //陣列中儲存一個欄位, 表示陣列的長度

//以下方法說明陣列可以呼叫方法,java中的陣列是物件.這些方法是Object中的方法,所以可以肯定,陣列的最頂層父類也是Object

e();

ring();

/**

* java是強型別的語言,一個物件總會有一個特定的型別,例如 Person p = new Person();

* 物件p(確切的說是引用)的型別是Person類, 這個Person類是我們自己編寫的

* 那麼陣列的型別是什麼呢? 下面使用反射的方式進行驗證

*/

int[] a1 = {1, 2, 3, 4};

tln(lass()ame());

//打印出的陣列類的名字為[I

String[] s = new String[2];

tln(lass()ame());

//打印出的陣列類的名字為 [ng;

String[][] ss = new String[2][3];

tln(lass()ame());

//打印出的陣列類的名字為 [[ng;

/**

* 所以,陣列也是有型別的,只不過這個型別不是有程式設計師自己定義的類, 也不是jdk裡面

* 的類, 而是虛擬機器在執行時專門建立的類

* 型別的命名規則是:

* 每一維度用一個[表示;

* [後面是陣列中元素的型別(包括基本資料型別和引用資料型別)

*

* 在java語言層面上,s是陣列,也是一個物件,那麼他的型別應該是String[],

* 但是在JVM中,他的型別為[ng

*

* 順便說一句普通的類在JVM裡的型別為 包名+類名, 也就是全限定名

*/

}

public static class Father {

}

public static class Son extends Father {

}

}