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Java中數組的特性
數組是基本上所有語(yǔ)言都會(huì )有的一種數據類(lèi)型，它表示一組相同類(lèi)型的數據的集合，具有固定的長(cháng)度，并且在內存中占據連續的空間。下面是小編分享的Java中數組的特性，歡迎大家參考!
Java中的數組是對象嗎?
Java和C++都是面向對象的語(yǔ)言。在使用這些語(yǔ)言的時(shí)候，我們可以直接使用標準的類(lèi)庫，也可以使用組合和繼承等面向對象的特性構建自己的類(lèi)，并且根據自己構建的類(lèi)創(chuàng )建對象。那么，我們是不是應該考慮這樣一個(gè)問(wèn)題：在面向對象的語(yǔ)言中，數組是對象嗎?
要判斷數組是不是對象，那么首先明確什么是對象，也就是對象的定義。在較高的層面上，對象是根據某個(gè)類(lèi)創(chuàng )建出來(lái)的一個(gè)實(shí)例，表示某類(lèi)事物中一個(gè)具體的個(gè)體。對象具有各種屬性，并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，對象就是內存中的一個(gè)內存塊，在這個(gè)內存塊封裝了一些數據，也就是類(lèi)中定義的各個(gè)屬性，所以，對象是用來(lái)封裝數據的。以下為一個(gè)Person對象在內存中的表示：
注意：
1)小的紅色矩形表示一個(gè)引用(地址)或一個(gè)基本類(lèi)型的數據，大的紅色矩形表示一個(gè)對象，多個(gè)小的紅色矩形組合在一塊，可組成一個(gè)對象。
2)name在對象中只表示一個(gè)引用， 也就是一個(gè)地址值，它指向一個(gè)真實(shí)存在的字符串對象。在這里嚴格區分了引用和對象。
那么在Java中，數組滿(mǎn)足以上的條件嗎?在較高的層面上，數組不是某類(lèi)事物中的一個(gè)具體的個(gè)體，而是多個(gè)個(gè)體的集合。那么它應該不是對象。而在計算機的角度，數組也是一個(gè)內存塊，也封裝了一些數據，這樣的話(huà)也可以稱(chēng)之為對象。以下是一個(gè)數組在內存中的表示：
這樣的話(huà)， 數組既可以是對象， 也可以不是對象。至于到底是不是把數組當做對象，全憑Java的設計者決定。數組到底是不是對象， 通過(guò)代碼驗證：
[java] view plain copyint[] a = new int[4];
//a.length; //對屬性的引用不能當成語(yǔ)句
int len = a.length; //數組中保存一個(gè)字段, 表示數組的長(cháng)度
//以下方法說(shuō)明數組可以調用方法,java中的數組是對象.這些方法是Object中的方法,所以可以肯定,數組的最頂層父類(lèi)也是Object
a.clone();
a.toString();
在數組a上， 可以訪(fǎng)問(wèn)他的屬性，也可以調用一些方法。這基本上可以認定，java中的數組也是對象，它具有java中其他對象的一些基本特點(diǎn)：封裝了一些數據，可以訪(fǎng)問(wèn)屬性，也可以調用方法。所以，數組是對象。
而在C++中，數組雖然封裝了數據，但數組名只是一個(gè)指針，指向數組中的首個(gè)元素，既沒(méi)有屬性，也沒(méi)有方法可以調用。如下代碼所示：
[cpp] view plain copyint main(){
int a[] = {1, 2, 3, 4};
int* pa = a;
//無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)屬性，也不能調用方法。
return 0;
}
所以C++中的數組不是對象，只是一個(gè)數據的集合，而不能當做對象來(lái)使用。
Java中數組的類(lèi)型
Java是一種強類(lèi)型的語(yǔ)言。既然是對象， 那么就必須屬于一個(gè)類(lèi)型，比如根據Person類(lèi)創(chuàng )建一個(gè)對象，這個(gè)對象的類(lèi)型就是Person。那么數組的類(lèi)型是什么呢?看下面的代碼：
[java] view plain copyint[] a1 = {1, 2, 3, 4};
System.out.println(a1.getClass().getName());
//打印出的數組類(lèi)的名字為[I
String[] s = new String[2];
System.out.println(s.getClass().getName());
//打印出的數組類(lèi)的名字為 [Ljava.lang.String;
String[][] ss = new String[2][3];
System.out.println(ss.getClass().getName());
//打印出的數組類(lèi)的名字為 [[Ljava.lang.String;
打印出a1的類(lèi)型為[ I ，s 的類(lèi)型是[Ljava.lang.String; , ss的類(lèi)型是[[Ljava.lang.String;
所以，數組也是有類(lèi)型的。只是這個(gè)類(lèi)型顯得比較奇怪。你可以說(shuō)a1的類(lèi)型是int[]，這也無(wú)可厚非。但是我們沒(méi)有自己創(chuàng )建這個(gè)類(lèi)，也沒(méi)有在Java的標準庫中找到這個(gè)類(lèi)。也就是說(shuō)不管是我們自己的代碼，還是在JDK中，都沒(méi)有如下定義：
[java] view plain copypublic class int[] {
// ...
// ...
// ...
}
這只能有一個(gè)解釋?zhuān)蔷褪翘摂M機自動(dòng)創(chuàng )建了數組類(lèi)型，可以把數組類(lèi)型和8種基本數據類(lèi)型一樣， 當做java的內建類(lèi)型。這種類(lèi)型的命名規則是這樣的：
* 每一維度用一個(gè)[表示;開(kāi)頭兩個(gè)[，就代表是二維數組。
* [后面是數組中元素的類(lèi)型(包括基本數據類(lèi)型和引用數據類(lèi)型)
在java語(yǔ)言層面上,s是數組,也是一個(gè)對象,那么他的類(lèi)型應該是String[]，這樣說(shuō)是合理的。但是在JVM中，他的類(lèi)型為[java.lang.String。順便說(shuō)一句普通的類(lèi)在JVM里的類(lèi)型為 包名+類(lèi)名，也就是全限定名。同一個(gè)類(lèi)型在java語(yǔ)言中和在虛擬機中的表示可能是不一樣的。
Java中數組的繼承關(guān)系
上面已經(jīng)驗證了，數組是對象，也就是說(shuō)可以以操作對象的方式來(lái)操作數組。并且數組在虛擬機中有它特別的類(lèi)型。既然是對象，遵循Java語(yǔ)言中的規則 -- Object是上帝， 也就是說(shuō)所有類(lèi)的頂層父類(lèi)都是Object。數組的頂層父類(lèi)也必須是Object，這就說(shuō)明數組對象可以向上直接轉型到Object，也可以向下強制類(lèi)型轉換，也可以使用instanceof關(guān)鍵字做類(lèi)型判定。 這一切都和普通對象一樣。如下代碼所示：
[java] view plain copy//1 在test1()中已經(jīng)測試得到以下結論: 數組也是對象, 數組的頂層父類(lèi)是Object, 所以可以向上轉型
int[] a = new int[8];
Object obj = a ; //數組的父類(lèi)也是Object,可以將a向上轉型到Object
//2 那么能向下轉型嗎?
int[] b = (int[])obj; //可以進(jìn)行向下轉型
//3 能使用instanceof關(guān)鍵字判定嗎?
if(obj instanceof int[]){ //可以用instanceof關(guān)鍵字進(jìn)行類(lèi)型判定
System.out.println("obj的真實(shí)類(lèi)型是int[]");
}
Java中數組的另一種“繼承”關(guān)系
如下代碼是正確的，卻很容易讓我們疑惑：
[java] view plain copyString[] s = new String[5];
Object[] obja = s; //成立,說(shuō)明可以用Object[]的引用來(lái)接收String[]的對象
Object[]類(lèi)型的引用可以指向String[]類(lèi)型的數組對象? 由上文的驗證可以得知數組類(lèi)型的頂層父類(lèi)一定是Object，那么上面代碼中s的直接父類(lèi)是誰(shuí)呢?難道說(shuō)String[]繼承自Object[]，而Object[]又繼承自Object? 讓我們通過(guò)反射的方式來(lái)驗證這個(gè)問(wèn)題：
[java] view plain copy//5 那么String[] 的直接父類(lèi)是Object[] 還是 Object?
System.out.println(s.getClass().getSuperclass().getName());
//打印結果為java.lang.Object,說(shuō)明String[] 的直接父類(lèi)是 Object而不是Object[]
由代碼可知，String[]的直接父類(lèi)就是Object而不是Object[]�？墒荗bject[]的引用明明可以指向String[]類(lèi)型的對象。那么他們的繼承關(guān)系有點(diǎn)像這樣：
這樣的話(huà)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(lèi)圖肯定是錯誤的。那么只能這樣解釋?zhuān)簲到M類(lèi)直接繼承了Object，關(guān)于Object[]類(lèi)型的引用能夠指向String[]類(lèi)型的對象，這種情況只能是Java語(yǔ)法之中的一個(gè)特例，并不是嚴格意義上的繼承。也就是說(shuō)，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(shí)這種關(guān)系可以這樣表述：如果有兩個(gè)類(lèi)A和B，如果B繼承(extends)了A，那么A[]類(lèi)型的引用就可以指向B[]類(lèi)型的對象。如下代碼所示：
[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(lèi)
Son[] sons = new Son[3];
Father[] fa = sons; //成立
//7 那么Son[] 的直接父類(lèi)是Father[] 還是 Object[] 或者是Object?
System.out.println(sons.getClass().getSuperclass().getName());
//打印結果為java.lang.Object,說(shuō)明Son[]的直接父類(lèi)是Object
上面的結論可以擴展到二維數組和多維數組：
[java] view plain copySon[][] sonss = new Son[2][4];
Father[][] fathers = sonss;
上面的代碼可以這樣理解：
將Father[][]數組看成是一維數組, 這是個(gè)數組中的元素為Father[]，將Son[][]數組看成是一維數組, 這是個(gè)數組中的元素為Son[]，因為Father[]類(lèi)型的引用可以指向Son[]類(lèi)型的對象，所以，根據上面的結論，Father[][]的引用可以指向Son[][]類(lèi)型的對象。
數組的這種用法不能作用于基本類(lèi)型數據：
[java] view plain copyint[] aa = new int[4];
//Object[] objaa = aa; //錯誤的，不能通過(guò)編譯
這是錯誤的, 因為int不是引用類(lèi)型，Object不是int的父類(lèi)，在這里自動(dòng)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(dòng)裝箱可以工作，也就是說(shuō)，Object數組中可以存放任何值，包括基本數據類(lèi)型。
Java為什么會(huì )為數組提供這樣一種語(yǔ)法特性呢?也就是說(shuō)這種語(yǔ)法有什么作用?編寫(xiě)過(guò)Android中Sqlite數據庫操作程序的同學(xué)可能發(fā)現過(guò)這種現象，用一個(gè)Object[]引用接收所有的數組對象，在編譯SQL語(yǔ)句時(shí)，為SQL語(yǔ)句中的占位符提供對應的值。
[java] view plain copydb.execSQL("INSERT INTO person VALUES (NULL, ?, ?)", new Object[]{person.name, person.age});
所以這種特性主要是用于方法中參數的傳遞。如果不傳遞數組，而是依次傳遞各個(gè)值，會(huì )使方法參數列表變得冗長(cháng)。如果使用具體的數組類(lèi)型，如String[]，那么就限定了類(lèi)型，失去了靈活性。所以傳遞數組類(lèi)型是一種比較好的方式。但是如果沒(méi)有上面的數組特性(如果有兩個(gè)類(lèi)A和B，如果B繼承(extends)了A，那么A[]類(lèi)型的引用就可以指向B[]類(lèi)型的對象)，那么數組類(lèi)型就只能通過(guò)Object類(lèi)型接收，這樣就無(wú)法在方法內部訪(fǎng)問(wèn)或遍歷數組中的各個(gè)元素。如下代碼：
[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接收數組，因為這樣無(wú)法對數組的元素進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)
// obj[1] //錯誤
//如果在方法內部對obj轉型到數組，存在類(lèi)型轉換異常的風(fēng)險
// Object[] objs = (Object[]) obj;
}
private static void doArray2(String[] strs){
//如果適用特定類(lèi)型的數組，就限制了類(lèi)型，失去靈活性和通用性
}
private static void doArray3(String name, int age, String id, float account){
//如果不適用數組而是依次傳遞參數，會(huì )使參數列表變得冗長(cháng)，難以閱讀
}
到此為止，數組的特性就總結完了。上文中加粗的部分為重要結論。下面貼出整個(gè)源碼：
源碼
[java] view plain copypackage com.pansoft.zhangjg.testarray;
public class ArrayTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
test1();
test2();
test3();
}
/**
* 數組具有這種特性：
* 如果有兩個(gè)類(lèi)A和B，如果B繼承(extends)了A，那么A[]類(lèi)型的引用就可以指向B[]類(lèi)型的對象
* 測試數組的特殊特性對參數傳遞的便利性
*/
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接收數組，因為這樣無(wú)法對數組的元素進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)
// obj[1] //錯誤
//如果在方法內部對obj轉型到數組，存在類(lèi)型轉換異常的風(fēng)險
// Object[] objs = (Object[]) obj;
}
private static void doArray2(String[] strs){
//如果適用特定類(lèi)型的數組，就限制了類(lèi)型，失去靈活性和通用性
}
private static void doArray3(String name, int age, String id, float account){
//如果不適用數組而是依次傳遞參數，會(huì )使參數列表變得冗長(cháng)，難以閱讀
}
/**
* 測試數組的集成關(guān)系, 并且他的繼承關(guān)系是否和數組中元素的類(lèi)型有關(guān)
*/
private static void test2() {
//1 在test1()中已經(jīng)測試得到以下結論: 數組也是對象, 數組的頂層父類(lèi)是Object, 所以可以向上轉型
int[] a = new int[8];
Object obj = a ; //數組的父類(lèi)也是Object,可以將a向上轉型到Object
//2 那么能向下轉型嗎?
int[] b = (int[])obj; //可以進(jìn)行向下轉型
//3 能使用instanceof關(guān)鍵字判定嗎?
if(obj instanceof int[]){ //可以用instanceof關(guān)鍵字進(jìn)行類(lèi)型判定
System.out.println("obj的真實(shí)類(lèi)型是int[]");
}
//4 下面代碼成立嗎?
String[] s = new String[5];
Object[] obja = s; //成立,說(shuō)明可以用Object[]的引用來(lái)接收String[]的對象
//5 那么String[] 的直接父類(lèi)是Object[] 還是 Object?
System.out.println(s.getClass().getSuperclass().getName());
//打印結果為java.lang.Object,說(shuō)明String[] 的直接父類(lèi)是 Object而不是Object[]
//6 下面成立嗎? Father是Son的直接父類(lèi)
Son[] sons = new Son[3];
Father[] fa = sons; //成立
//7 那么Son[] 的直接父類(lèi)是Father[] 還是 Object[] 或者是Object?
System.out.println(sons.getClass().getSuperclass().getName());
//打印結果為java.lang.Object,說(shuō)明Son[]的直接父類(lèi)是Object
/**
* 做一下總結, 如果A是B的父類(lèi), 那么A[] 類(lèi)型的引用可以指向 B[]類(lèi)型的變量
* 但是B[]的直接父類(lèi)是Object, 所有數組的父類(lèi)都是Object
*/
//8 上面的結論可以擴展到二維數組
Son[][] sonss = new Son[2][4];
Father[][] fathers = sonss;
//將Father[][]數組看成是一維數組, 這是個(gè)數組中的元素為Father[]
//將Son[][]數組看成是一維數組, 這是個(gè)數組中的元素為Son[]
//因為Father[]類(lèi)型的引用可以指向Son[]類(lèi)型的對象
//所以,根據上面的結論,Father[][]的引用可以指向Son[][]類(lèi)型的對象
/**
* 擴展結論:
* 因為Object是所有引用類(lèi)型的父類(lèi)
* 所以Object[]的引用可以指向任何引用數據類(lèi)型的數組的對象. 如:
* Object[] objs = new String[1];
* Object[] objs = new Son[1];
*
*/
//9 下面的代碼成立嗎?
int[] aa = new int[4];
//Object[] objaa = aa; //錯誤的，不能通過(guò)編譯
//這是錯誤的, 因為Object不是int的父類(lèi),在這里自動(dòng)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(yǔ)言中,數組是不是對象
* 如果是對象, 那么他的類(lèi)型是什么?
*/
private static void test1() {
int[] a = new int[4];
//a.length; //對屬性的引用不能當成語(yǔ)句
int len = a.length; //數組中保存一個(gè)字段, 表示數組的長(cháng)度
//以下方法說(shuō)明數組可以調用方法,java中的數組是對象.這些方法是Object中的方法,所以可以肯定,數組的最頂層父類(lèi)也是Object
a.clone();
a.toString();
/**
* java是強類(lèi)型的語(yǔ)言,一個(gè)對象總會(huì )有一個(gè)特定的類(lèi)型,例如 Person p = new Person();
* 對象p(確切的說(shuō)是引用)的類(lèi)型是Person類(lèi), 這個(gè)Person類(lèi)是我們自己編寫(xiě)的
* 那么數組的類(lèi)型是什么呢? 下面使用反射的方式進(jìn)行驗證
*/
int[] a1 = {1, 2, 3, 4};
System.out.println(a1.getClass().getName());
//打印出的數組類(lèi)的名字為[I
String[] s = new String[2];
System.out.println(s.getClass().getName());
//打印出的數組類(lèi)的名字為 [Ljava.lang.String;
String[][] ss = new String[2][3];
System.out.println(ss.getClass().getName());
//打印出的數組類(lèi)的名字為 [[Ljava.lang.String;
/**
* 所以,數組也是有類(lèi)型的,只不過(guò)這個(gè)類(lèi)型不是有程序員自己定義的類(lèi), 也不是jdk里面
* 的類(lèi), 而是虛擬機在運行時(shí)專(zhuān)門(mén)創(chuàng )建的類(lèi)
* 類(lèi)型的命名規則是:
* 每一維度用一個(gè)[表示;
* [后面是數組中元素的類(lèi)型(包括基本數據類(lèi)型和引用數據類(lèi)型)
*
* 在java語(yǔ)言層面上,s是數組,也是一個(gè)對象,那么他的類(lèi)型應該是String[],
* 但是在JVM中,他的類(lèi)型為[java.lang.String
*
* 順便說(shuō)一句普通的類(lèi)在JVM里的類(lèi)型為 包名+類(lèi)名, 也就是全限定名
*/
}
public static class Father {
}
public static class Son extends Father {
}
}
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