Java中數組的特性

數組是基本上所有語言都會有的一種數據類型，它表示一組相同類型的數據的集合，具有固定的長度，並且在內存中佔據連續的空間。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對象的特性構建自己的類，並且根據自己構建的類創建對象。那麼，我們是不是應該考慮這樣一個問題：在面向對象的語言中，數組是對象嗎?

要判斷數組是不是對象，那麼首先明確什麼是對象，也就是對象的定義。在較高的層面上，對象是根據某個類創建出來的一個實例，表示某類事物中一個具體的個體。對象具有各種屬性，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，對象就是內存中的一個內存塊，在這個內存塊封裝了一些數據，也就是類中定義的各個屬性，所以，對象是用來封裝數據的。以下為一個Person對象在內存中的表示：

注意：

1)小的紅色矩形表示一個引用(地址)或一個基本類型的數據，大的紅色矩形表示一個對象，多個小的紅色矩形組合在一塊，可組成一個對象。

2)name在對象中只表示一個引用， 也就是一個地址值，它指向一個真實存在的字符串對象。在這裏嚴格區分了引用和對象。

那麼在Java中，數組滿足以上的條件嗎?在較高的層面上，數組不是某類事物中的一個具體的個體，而是多個個體的集合。那麼它應該不是對象。而在計算機的角度，數組也是一個內存塊，也封裝了一些數據，這樣的話也可以稱之為對象。以下是一個數組在內存中的表示：

這樣的話， 數組既可以是對象， 也可以不是對象。至於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， 通過代碼驗證：

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

//th; //對屬性的引用不能當成語句

int len = th; //數組中保存一個字段, 表示數組的長度

//以下方法説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,數組的最頂層父類也是Object

e();

ring();

在數組a上， 可以訪問他的屬性，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：封裝了一些數據，可以訪問屬性，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，但數組名只是一個指針，指向數組中的首個元素，既沒有屬性，也沒有方法可以調用。如下代碼所示：

[cpp] view plain copyint main(){

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

int* pa = a;

//無法訪問屬性，也不能調用方法。

return 0;

}

所以C++中的數組不是對象，只是一個數據的集合，而不能當做對象來使用。

　Java中數組的類型

Java是一種強類型的語言。既然是對象， 那麼就必須屬於一個類型，比如根據Person類創建一個對象，這個對象的類型就是Person。那麼數組的類型是什麼呢?看下面的代碼：

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

tln(lass()ame());

//打印出的數組類的名字為[I

String[] s = new String[2];

tln(lass()ame());

//打印出的數組類的名字為 [ng;

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

tln(lass()ame());

//打印出的數組類的名字為 [[ng;

打印出a1的類型為[ I ，s 的類型是[ng; , ss的類型是[[ng;

所以，數組也是有類型的。只是這個類型顯得比較奇怪。你可以説a1的類型是int[]，這也無可厚非。但是我們沒有自己創建這個類，也沒有在Java的標準庫中找到這個類。也就是説不管是我們自己的代碼，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，那就是虛擬機自動創建了數組類型，可以把數組類型和8種基本數據類型一樣， 當做java的內建類型。這種類型的命名規則是這樣的：

* 每一維度用一個[表示;開頭兩個[，就代表是二維數組。

* [後面是數組中元素的類型(包括基本數據類型和引用數據類型)

在java語言層面上,s是數組,也是一個對象,那麼他的類型應該是String[]，這樣説是合理的。但是在JVM中，他的類型為[ng。順便説一句普通的類在JVM裏的類型為 包名+類名，也就是全限定名。同一個類型在java語言中和在虛擬機中的表示可能是不一樣的。

Java中數組的繼承關係

上面已經驗證了，數組是對象，也就是説可以以操作對象的方式來操作數組。並且數組在虛擬機中有它特別的類型。既然是對象，遵循Java語言中的規則 -- Object是上帝， 也就是説所有類的頂層父類都是Object。數組的頂層父類也必須是Object，這就説明數組對象可以向上直接轉型到Object，也可以向下強制類型轉換，也可以使用instanceof關鍵字做類型判定。 這一切都和普通對象一樣。如下代碼所示：

[java] view plain copy//1 在test1()中已經測試得到以下結論: 數組也是對象, 數組的頂層父類是Object, 所以可以向上轉型

int[] a = new int[8];

Object obj = a ; //數組的父類也是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關鍵字進行類型判定

tln("obj的真實類型是int[]");

}

Java中數組的另一種“繼承”關係

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,説明可以用Object[]的引用來接收String[]的對象

Object[]類型的引用可以指向String[]類型的數組對象? 由上文的驗證可以得知數組類型的頂層父類一定是Object，那麼上面代碼中s的直接父類是誰呢?難道説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());

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

由代碼可知，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[]類型的對象。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：數組類直接繼承了Object，關於Object[]類型的引用能夠指向String[]類型的對象，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。也就是説，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[]類型的引用就可以指向B[]類型的對象。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

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());

//打印結果為ct,説明Son[]的直接父類是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, 這是個數組中的元素為Father[]，將Son[][]數組看成是一維數組, 這是個數組中的元素為Son[]，因為Father[]類型的引用可以指向Son[]類型的對象，所以，根據上面的結論，Father[][]的引用可以指向Son[][]類型的對象。

數組的這種用法不能作用於基本類型數據：

[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不是引用類型，Object不是int的父類，在這裏自動裝箱不起作用。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，也就是説，Object數組中可以存放任何值，包括基本數據類型。

Java為什麼會為數組提供這樣一種語法特性呢?也就是説這種語法有什麼作用?編寫過Android中Sqlite數據庫操作程序的同學可能發現過這種現象，用一個Object[]引用接收所有的數組對象，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參數的傳遞。如果不傳遞數組，而是依次傳遞各個值，會使方法參數列表變得宂長。如果使用具體的數組類型，如String[]，那麼就限定了類型，失去了靈活性。所以傳遞數組類型是一種比較好的方式。但是如果沒有上面的數組特性(如果有兩個類A和B，如果B繼承(extends)了A，那麼A[]類型的引用就可以指向B[]類型的對象)，那麼數組類型就只能通過Object類型接收，這樣就無法在方法內部訪問或遍歷數組中的各個元素。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，因為這樣無法對數組的元素進行訪問

// obj[1] //錯誤

//如果在方法內部對obj轉型到數組，存在類型轉換異常的風險

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

}

private static void doArray2(String[] strs){

//如果適用特定類型的數組，就限制了類型，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，會使參數列表變得宂長，難以閲讀

}

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。下面貼出整個源碼：

源碼

[java] view plain copypackage array;

public class ArrayTest {

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

test1();

test2();

test3();

}

/**

* 數組具有這種特性：

* 如果有兩個類A和B，如果B繼承(extends)了A，那麼A[]類型的引用就可以指向B[]類型的對象

* 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，因為這樣無法對數組的元素進行訪問

// obj[1] //錯誤

//如果在方法內部對obj轉型到數組，存在類型轉換異常的風險

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

}

private static void doArray2(String[] strs){

//如果適用特定類型的數組，就限制了類型，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，會使參數列表變得宂長，難以閲讀

}

/**

* 測試數組的集成關係, 並且他的繼承關係是否和數組中元素的類型有關

*/

private static void test2() {

//1 在test1()中已經測試得到以下結論: 數組也是對象, 數組的頂層父類是Object, 所以可以向上轉型

int[] a = new int[8];

Object obj = a ; //數組的父類也是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關鍵字進行類型判定

tln("obj的真實類型是int[]");

}

//4 下面代碼成立嗎?

String[] s = new String[5];

Object[] obja = s; //成立,説明可以用Object[]的引用來接收String[]的對象

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

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

//打印結果為ct,説明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());

//打印結果為ct,説明Son[]的直接父類是Object

/**

* 做一下總結, 如果A是B的父類, 那麼A[] 類型的引用可以指向 B[]類型的變量

* 但是B[]的直接父類是Object, 所有數組的父類都是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, 這是個數組中的元素為Father[]

//將Son[][]數組看成是一維數組, 這是個數組中的元素為Son[]

//因為Father[]類型的引用可以指向Son[]類型的對象

//所以,根據上面的結論,Father[][]的引用可以指向Son[][]類型的對象

/**

* 擴展結論:

* 因為Object是所有引用類型的父類

* 所以Object[]的引用可以指向任何引用數據類型的數組的對象. 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，不能通過編譯

//這是錯誤的, 因為Object不是int的父類,在這裏自動裝箱不起作用

//10 這樣可以嗎?

Object[] objss = {"aaa", 1, 2.5};//成立

}

/**

* 測試在java語言中,數組是不是對象

* 如果是對象, 那麼他的類型是什麼?

*/

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; //數組中保存一個字段, 表示數組的長度

//以下方法説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,數組的最頂層父類也是Object

e();

ring();

/**

* java是強類型的語言,一個對象總會有一個特定的類型,例如 Person p = new Person();

* 對象p(確切的説是引用)的類型是Person類, 這個Person類是我們自己編寫的

* 那麼數組的類型是什麼呢? 下面使用反射的方式進行驗證

*/

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

tln(lass()ame());

//打印出的數組類的名字為[I

String[] s = new String[2];

tln(lass()ame());

//打印出的數組類的名字為 [ng;

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

tln(lass()ame());

//打印出的數組類的名字為 [[ng;

/**

* 所以,數組也是有類型的,只不過這個類型不是有程序員自己定義的類, 也不是jdk裏面

* 的類, 而是虛擬機在運行時專門創建的類

* 類型的命名規則是:

* 每一維度用一個[表示;

* [後面是數組中元素的類型(包括基本數據類型和引用數據類型)

*

* 在java語言層面上,s是數組,也是一個對象,那麼他的類型應該是String[],

* 但是在JVM中,他的類型為[ng

*

* 順便説一句普通的類在JVM裏的類型為 包名+類名, 也就是全限定名

*/

}

public static class Father {

}

public static class Son extends Father {

}

}