Java中数组的特性

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Java中数组的特性

　　数组是基本上所有语言都会有的一种数据类型，它表示一组相同类型的数据的集合，具有固定的长度，并且在内存中占据连续的空间。下面是小编分享的Java中数组的特性，欢迎大家参考!

　　Java中的数组是对象吗?

　　Java和C++都是面向对象的语言。在使用这些语言的时候，我们可以直接使用标准的类库，也可以使用组合和继承等面向对象的特性构建自己的类，并且根据自己构建的类创建对象。那么，我们是不是应该考虑这样一个问题：在面向对象的语言中，数组是对象吗?

　　要判断数组是不是对象，那么首先明确什么是对象，也就是对象的定义。在较高的层面上，对象是根据某个类创建出来的一个实例，表示某类事物中一个具体的个体。对象具有各种属性，并且具有一些特定的行为。而在较低的层面上，站在计算机的角度，对象就是内存中的一个内存块，在这个内存块封装了一些数据，也就是类中定义的各个属性，所以，对象是用来封装数据的。以下为一个Person对象在内存中的表示：

　　注意：

　　1)小的红色矩形表示一个引用(地址)或一个基本类型的数据，大的红色矩形表示一个对象，多个小的红色矩形组合在一块，可组成一个对象。

　　2)name在对象中只表示一个引用，也就是一个地址值，它指向一个真实存在的字符串对象。在这里严格区分了引用和对象。

　　那么在Java中，数组满足以上的条件吗?在较高的层面上，数组不是某类事物中的一个具体的个体，而是多个个体的集合。那么它应该不是对象。而在计算机的角度，数组也是一个内存块，也封装了一些数据，这样的话也可以称之为对象。以下是一个数组在内存中的表示：

　　这样的话，数组既可以是对象，也可以不是对象。至于到底是不是把数组当做对象，全凭Java的设计者决定。数组到底是不是对象，通过代码验证：

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

　　//a.length; //对属性的引用不能当成语句

　　int len = a.length; //数组中保存一个字段, 表示数组的长度

　　//以下方法说明数组可以调用方法,java中的数组是对象.这些方法是Object中的方法,所以可以肯定,数组的最顶层父类也是Object

　　a.clone();

　　a.toString();

　　在数组a上，可以访问他的属性，也可以调用一些方法。这基本上可以认定，java中的数组也是对象，它具有java中其他对象的一些基本特点：封装了一些数据，可以访问属性，也可以调用方法。所以，数组是对象。

　　而在C++中，数组虽然封装了数据，但数组名只是一个指针，指向数组中的首个元素，既没有属性，也没有方法可以调用。如下代码所示：

　　[cpp] view plain copyint main(){

　　int a[] = {1, 2, 3, 4};

　　int* pa = a;

　　//无法访问属性，也不能调用方法。

　　return 0;

　　}

　　所以C++中的数组不是对象，只是一个数据的集合，而不能当做对象来使用。

　　Java中数组的类型

　　Java是一种强类型的语言。既然是对象，那么就必须属于一个类型，比如根据Person类创建一个对象，这个对象的类型就是Person。那么数组的类型是什么呢?看下面的代码：

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

　　System.out.println(a1.getClass().getName());

　　//打印出的数组类的名字为[I

　　String[] s = new String[2];

　　System.out.println(s.getClass().getName());

　　//打印出的数组类的名字为 [Ljava.lang.String;

　　String[][] ss = new String[2][3];

　　System.out.println(ss.getClass().getName());

　　//打印出的数组类的名字为 [[Ljava.lang.String;

　　打印出a1的类型为[ I ，s 的类型是[Ljava.lang.String; , ss的类型是[[Ljava.lang.String;

　　所以，数组也是有类型的。只是这个类型显得比较奇怪。你可以说a1的类型是int[]，这也无可厚非。但是我们没有自己创建这个类，也没有在Java的标准库中找到这个类。也就是说不管是我们自己的代码，还是在JDK中，都没有如下定义：

　　[java] view plain copypublic class int[] {

　　// ...

　　}

　　这只能有一个解释，那就是虚拟机自动创建了数组类型，可以把数组类型和8种基本数据类型一样，当做java的内建类型。这种类型的命名规则是这样的：

　　* 每一维度用一个[表示;开头两个[，就代表是二维数组。

　　* [后面是数组中元素的类型(包括基本数据类型和引用数据类型)

　　在java语言层面上,s是数组,也是一个对象,那么他的类型应该是String[]，这样说是合理的。但是在JVM中，他的类型为[java.lang.String。顺便说一句普通的类在JVM里的类型为包名+类名，也就是全限定名。同一个类型在java语言中和在虚拟机中的表示可能是不一样的。

　　Java中数组的继承关系

　　上面已经验证了，数组是对象，也就是说可以以操作对象的方式来操作数组。并且数组在虚拟机中有它特别的类型。既然是对象，遵循Java语言中的规则 -- Object是上帝，也就是说所有类的顶层父类都是Object。数组的顶层父类也必须是Object，这就说明数组对象可以向上直接转型到Object，也可以向下强制类型转换，也可以使用instanceof关键字做类型判定。这一切都和普通对象一样。如下代码所示：

　　[java] view plain copy//1 在test1()中已经测试得到以下结论: 数组也是对象, 数组的顶层父类是Object, 所以可以向上转型

　　int[] a = new int[8];

　　Object obj = a ; //数组的父类也是Object,可以将a向上转型到Object

　　//2 那么能向下转型吗?

　　int[] b = (int[])obj; //可以进行向下转型

　　//3 能使用instanceof关键字判定吗?

　　if(obj instanceof int[]){ //可以用instanceof关键字进行类型判定

　　System.out.println("obj的真实类型是int[]");

　　}

　　Java中数组的另一种“继承”关系

　　如下代码是正确的，却很容易让我们疑惑：

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

　　Object[] obja = s; //成立,说明可以用Object[]的引用来接收String[]的对象

　　Object[]类型的引用可以指向String[]类型的数组对象? 由上文的验证可以得知数组类型的顶层父类一定是Object，那么上面代码中s的直接父类是谁呢?难道说String[]继承自Object[]，而Object[]又继承自Object? 让我们通过反射的方式来验证这个问题：

　　[java] view plain copy//5 那么String[] 的直接父类是Object[] 还是 Object?

　　System.out.println(s.getClass().getSuperclass().getName());

　　//打印结果为java.lang.Object,说明String[] 的直接父类是 Object而不是Object[]

　　由代码可知，String[]的直接父类就是Object而不是Object[]。可是Object[]的引用明明可以指向String[]类型的对象。那么他们的继承关系有点像这样：

　　这样的话就违背了Java单继承的原则。String[]不可能即继承Object，又继承Object[]。上面的类图肯定是错误的。那么只能这样解释：数组类直接继承了Object，关于Object[]类型的引用能够指向String[]类型的对象，这种情况只能是Java语法之中的一个特例，并不是严格意义上的继承。也就是说，String[]不继承自Object[]，但是我可以允许你向上转型到Object[]，这种特性是赋予你的一项特权。

　　其实这种关系可以这样表述：如果有两个类A和B，如果B继承(extends)了A，那么A[]类型的引用就可以指向B[]类型的对象。如下代码所示：

　　[java] view plain copypublic static class Father {

　　}

　　public static class Son extends Father {

　　}

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

　　Son[] sons = new Son[3];

　　Father[] fa = sons; //成立

　　//7 那么Son[] 的直接父类是Father[] 还是 Object[] 或者是Object?

　　System.out.println(sons.getClass().getSuperclass().getName());

　　//打印结果为java.lang.Object,说明Son[]的直接父类是Object

　　上面的结论可以扩展到二维数组和多维数组：

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

　　Father[][] fathers = sonss;

　　上面的代码可以这样理解：

　　将Father[][]数组看成是一维数组, 这是个数组中的元素为Father[]，将Son[][]数组看成是一维数组, 这是个数组中的元素为Son[]，因为Father[]类型的引用可以指向Son[]类型的对象，所以，根据上面的结论，Father[][]的引用可以指向Son[][]类型的对象。

　　数组的这种用法不能作用于基本类型数据：

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

　　//Object[] objaa = aa; //错误的，不能通过编译

　　这是错误的, 因为int不是引用类型，Object不是int的父类，在这里自动装箱不起作用。但是这种方式是可以的：

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

　　这种情况下自动装箱可以工作，也就是说，Object数组中可以存放任何值，包括基本数据类型。

　　Java为什么会为数组提供这样一种语法特性呢?也就是说这种语法有什么作用?编写过Android中Sqlite数据库操作程序的同学可能发现过这种现象，用一个Object[]引用接收所有的数组对象，在编译SQL语句时，为SQL语句中的占位符提供对应的值。

　　[java] view plain copydb.execSQL("INSERT INTO person VALUES (NULL, ?, ?)", new Object[]{person.name, person.age});

　　所以这种特性主要是用于方法中参数的传递。如果不传递数组，而是依次传递各个值，会使方法参数列表变得冗长。如果使用具体的数组类型，如String[]，那么就限定了类型，失去了灵活性。所以传递数组类型是一种比较好的方式。但是如果没有上面的数组特性(如果有两个类A和B，如果B继承(extends)了A，那么A[]类型的引用就可以指向B[]类型的对象)，那么数组类型就只能通过Object类型接收，这样就无法在方法内部访问或遍历数组中的各个元素。如下代码：

　　[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接收数组，因为这样无法对数组的元素进行访问

　　// obj[1] //错误

　　//如果在方法内部对obj转型到数组，存在类型转换异常的风险

　　// Object[] objs = (Object[]) obj;

　　}

　　private static void doArray2(String[] strs){

　　//如果适用特定类型的数组，就限制了类型，失去灵活性和通用性

　　}

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

　　//如果不适用数组而是依次传递参数，会使参数列表变得冗长，难以阅读

　　}

　　到此为止，数组的特性就总结完了。上文中加粗的部分为重要结论。下面贴出整个源码：

　　源码

　　[java] view plain copypackage com.pansoft.zhangjg.testarray;

　　public class ArrayTest {

　　/**

　　* @param args

　　public static void main(String[] args) {

　　test1();

　　test2();

　　test3();

　　}

　　/**

　　* 数组具有这种特性：

　　* 如果有两个类A和B，如果B继承(extends)了A，那么A[]类型的引用就可以指向B[]类型的对象

　　* 测试数组的特殊特性对参数传递的便利性

　　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接收数组，因为这样无法对数组的元素进行访问

　　// obj[1] //错误

　　//如果在方法内部对obj转型到数组，存在类型转换异常的风险

　　// Object[] objs = (Object[]) obj;

　　}

　　private static void doArray2(String[] strs){

　　//如果适用特定类型的数组，就限制了类型，失去灵活性和通用性

　　}

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

　　//如果不适用数组而是依次传递参数，会使参数列表变得冗长，难以阅读

　　}

　　/**

　　* 测试数组的集成关系, 并且他的继承关系是否和数组中元素的类型有关

　　private static void test2() {

　　//1 在test1()中已经测试得到以下结论: 数组也是对象, 数组的顶层父类是Object, 所以可以向上转型

　　int[] a = new int[8];

　　Object obj = a ; //数组的父类也是Object,可以将a向上转型到Object

　　//2 那么能向下转型吗?

　　int[] b = (int[])obj; //可以进行向下转型

　　//3 能使用instanceof关键字判定吗?

　　if(obj instanceof int[]){ //可以用instanceof关键字进行类型判定

　　System.out.println("obj的真实类型是int[]");

　　}

　　//4 下面代码成立吗?

　　String[] s = new String[5];

　　Object[] obja = s; //成立,说明可以用Object[]的引用来接收String[]的对象

　　//5 那么String[] 的直接父类是Object[] 还是 Object?

　　System.out.println(s.getClass().getSuperclass().getName());

　　//打印结果为java.lang.Object,说明String[] 的直接父类是 Object而不是Object[]

　　//6 下面成立吗? Father是Son的直接父类

　　Son[] sons = new Son[3];

　　Father[] fa = sons; //成立

　　//7 那么Son[] 的直接父类是Father[] 还是 Object[] 或者是Object?

　　System.out.println(sons.getClass().getSuperclass().getName());

　　//打印结果为java.lang.Object,说明Son[]的直接父类是Object

　　/**

　　* 做一下总结, 如果A是B的父类, 那么A[] 类型的引用可以指向 B[]类型的变量

　　* 但是B[]的直接父类是Object, 所有数组的父类都是Object

　　//8 上面的结论可以扩展到二维数组

　　Son[][] sonss = new Son[2][4];

　　Father[][] fathers = sonss;

　　//将Father[][]数组看成是一维数组, 这是个数组中的元素为Father[]

　　//将Son[][]数组看成是一维数组, 这是个数组中的元素为Son[]

　　//因为Father[]类型的引用可以指向Son[]类型的对象

　　//所以,根据上面的结论,Father[][]的引用可以指向Son[][]类型的对象

　　/**

　　* 扩展结论:

　　* 因为Object是所有引用类型的父类

　　* 所以Object[]的引用可以指向任何引用数据类型的数组的对象. 如:

　　* Object[] objs = new String[1];

　　* Object[] objs = new Son[1];

　　//9 下面的代码成立吗?

　　int[] aa = new int[4];

　　//Object[] objaa = aa; //错误的，不能通过编译

　　//这是错误的, 因为Object不是int的父类,在这里自动装箱不起作用

　　//10 这样可以吗?

　　Object[] objss = {"aaa", 1, 2.5};//成立

　　}

　　/**

　　* 测试在java语言中,数组是不是对象

　　* 如果是对象, 那么他的类型是什么?

　　private static void test1() {

　　int[] a = new int[4];

　　//a.length; //对属性的引用不能当成语句

　　int len = a.length; //数组中保存一个字段, 表示数组的长度

　　//以下方法说明数组可以调用方法,java中的数组是对象.这些方法是Object中的方法,所以可以肯定,数组的最顶层父类也是Object

　　a.clone();

　　a.toString();

　　/**

　　* java是强类型的语言,一个对象总会有一个特定的类型,例如 Person p = new Person();

　　* 对象p(确切的说是引用)的类型是Person类, 这个Person类是我们自己编写的

　　* 那么数组的类型是什么呢? 下面使用反射的方式进行验证

　　int[] a1 = {1, 2, 3, 4};

　　System.out.println(a1.getClass().getName());

　　//打印出的数组类的名字为[I

　　String[] s = new String[2];

　　System.out.println(s.getClass().getName());

　　//打印出的数组类的名字为 [Ljava.lang.String;

　　String[][] ss = new String[2][3];

　　System.out.println(ss.getClass().getName());

　　//打印出的数组类的名字为 [[Ljava.lang.String;

　　/**

　　* 所以,数组也是有类型的,只不过这个类型不是有程序员自己定义的类, 也不是jdk里面

　　* 的类, 而是虚拟机在运行时专门创建的类

　　* 类型的命名规则是:

　　* 每一维度用一个[表示;

　　* [后面是数组中元素的类型(包括基本数据类型和引用数据类型)

　　* 在java语言层面上,s是数组,也是一个对象,那么他的类型应该是String[],

　　* 但是在JVM中,他的类型为[java.lang.String

　　* 顺便说一句普通的类在JVM里的类型为包名+类名, 也就是全限定名

　　}

　　public static class Father {

　　}

　　public static class Son extends Father {

　　}

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