java中的数组与动态数组

java中的数组与动态数组

Java代码


int[] x1 = new int[100];
int[] x2;
x2 = new int[100];

int[] x3 = new int[] { 1, 2, 3 };
int[][] x4;
x4 = new int[2][];
x4[0] = new int[1];
x4[1] = new int[2];

int x5[][] = new int[1][];
//会报NullPointerException，因为在定义时没未初始化，所以指向null
//System.out.println(x5[0].length);
int x6[][] = new int[][] { { 1 }, { 2, 3 } };

int x7[][] = { { 1 }, {} };
//可以重新定义某维数组
x7[1] = new int[] { 2, 3, };
//会报ArrayIndexOutOfBoundsException，因为一但某维大小定义完成
//后，是不再改变的，除非再次定义x7，让其指向另外的数组。
x7[2] = new int[] { 2 };

1、数组是对象，继承自Object，因为new Object[0].getClass().getSuperClass()是Object.class，唯一比Object多一个成员变量length，而且应该是public的。

2、java.lang.reflect.Array是final的，所以数组肯定不是它的子类，这个类用来动态生成数组或者操作数组(获得长度等)。

3、java.util.Arrays是一个数组操作应用类，主要就是排序，填充，而分查找等。注意：排序使用的是快速排序，时间复杂度是o(n*log(2^n))，如果你要对数组排序Arrays绝对是首选。

4、数组没有对应的类文件，String对应String.class，但是数组却没有，而且他们的类名字很古怪，可以这样获得 new int[2].getClass().getName(); 这是和其他对象最大的不同点，因为数组类是在运行时生成的。

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刚刚开始接触java数组的人都会听到一句类似的话：java是纯面向对象的语言，他的数组也是一个对象。于是乎，笔者就按照一个对象的方式来使用数组，心安理得。直到我接触到C的数组后，才发现将数组作为一个类来使用在实现上是多么的“不自然”。

首先我们看一下表面现象，数组创建的时候采用的是如下语句：

　　MyClass[] arr = new MyClass[9];

　　而普通类采用的是如下语句：

　　MyClass obj = new MyClass();

　　就是说，创建数组的时候不使用小括号传参。使得数组和普通类看起来就有很多不同，因为小括号里的参数是传递给构造方法的，进而让人感觉数组类是没有构造方法的。

　　

再往深了想，还有很多让人感觉不自然的东西。可以肯定的是，java确实将数组作为了一个类来处理。还是用上面的例子说明：

　　可以通过以下方法得到MyClass[]的Class实例：arr.getClass()或MyClass[].class。这样，我就可以向数组类里面“窥探”了。

Class clazz = MyClass[].class;

System.out.println(clazz.getConstructors().length);

打印出来的结果是0；证明数组类确实没有构造方法。

如果强行执行clazz.newInstance();就会得到下面的错误。

java.lang.InstantiationException: [Larraytest.MyClass;

证明数组类不能够通过普通的反射方式来创建一个实例。

再看看数组类的“庐山真面目”：

System.out.println(clazz);

输出是：

[Larraytest.MyClass

System.out.println(int[].class.getName());//[I

System.out.println(int[][].class.getName());//[[I

对JavaClass文件结构稍有了结就知道，这个字符串的意思就是一个元素类型为arraytest.MyClass的一维数组。也就是说，数组类型不是和普通类一样，以一个全限定路径名+类名来作为自己的唯一标示的，而数组的 class 串是以 [ 加上一个或者多个L再加上数组元素类全限定路径再加上类名来做为唯一标示的。

数组的Class类实例是java虚拟机动态创建动态加载的，其结构与普通java类的Class实例有一些不同。

对于数组的Class类实例，还有一些奇怪的现象：

在运行代码 java.lang.reflect.Field fieldarr =clazz.getField("length");的时候，会抛出异常：java.lang.NoSuchFieldException:length，这似乎在说数组类没有length这个域，而这个域其实是我们用的最多的一个（也就是说这个域是肯定存在的）。

java数组最多只能是255维的。

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我们要区分类型和类。可以很肯定的说数组是一种类型，但是它绝不是类。类型是编译器相关的概念，其抽象性跟面向对象无关。类是面向对象中的一个概念。他们不再同一个级别。int，byte都是类型，都对应相对的Class，系统也提供了对应的装箱类。但是要注意的是，对于他们的底层实现和操作都是native的，跟面向对象无关，我们可以认为是“内置对象”，他们是用c来实现的，反射和Proxy也是这样的。所以可以取到Class的是任何类型，而不是类，这个Class类的本身的操作也都是native的，从这个意义上Object类本身也不是一个纯面向对象意义的类。在这个方面，我们可以说：看起来数组不是一个类。

在语法和实现方式上，数组不像一个类。在虚拟机规范和底层实现，数组是一个像类的对象。

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在Java中，数组是一种完全意义上的对象，他和对象一样保存在堆中、有一个指向Class类实例的引用。所有同一维度和类型的数组拥有同样的Class，数组的长度不做考虑。对应Class的名字表示为维度和类型。比如一个整型数据的Class为“[I”，字节型三维数组Class名为“[[[B”，两维对象数据Class名为“[[Ljava.lang.Object”。

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动态创建数组的步骤如下：

1、创建Class对象，通过forName(String)方法指定数组元素的类型。

2、调用Array.newInstance(Class, length_of_array)动态创建数组。

访问动态数组元素的方法和通常有所不同，它的格式如下所示，注意该方法返回的是一个Object对象：Array.get(arrayObject, index) 。

为动态数组元素赋值的方法也和通常的不同，它的格式如下所示， 注意最后的一个参数必须是Object类型：Array.set(arrayObject, index, object)。

动态数组Array不单可以创建一维数组，还可以创建多维数组。步骤如下：

1、定义一个整形数组：例如int[] dims= new int{5, 10, 15};指定一个三维数组

2、调用Array.newInstance(Class, dims);创建指定维数的数组

访问多维动态数组的方法和访问一维数组的方式没有什么大的不同，只不过要分多次来获取，每次取出的都是一个Object，直至最后一次，赋值也一样。

动态数组Array可以转化为普通的数组，例如:

Array arry = Array.newInstance(Integer.TYPE,5);

int arrayCast[] = (int[])array;

Java代码


//----动态创建一维数组
Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");
// 创建一个长度为10的字符串数组
Object array = Array.newInstance(classType, 10);
// 把索引位置为5的元素设为"hello"
Array.set(array, 5, "hello");
// 获得索引位置为5的元素的值
String s = (String) Array.get(array, 5);

//----动态创建多维数组
int[] dims = new int[] { 5, 10, 15 };
// 创建一个具有指定的组件类型和维度的新数组。
Object array = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
System.out.println(array.getClass().getName());//[[[I
//getLength用来获取数组的长度，第3维数组的长度为5
System.out.println(Array.getLength(array));//5
// 取出三维数组的第3行，为一个数组
Object arrayObj = Array.get(array, 3);
System.out.println(arrayObj.getClass().getName());//[[I
// getComponentType:返回表示数组元素类型的Class，如果此类不是数组类，则此方法返回null
Class<?> cls = arrayObj.getClass().getComponentType();
System.out.println(cls.getName());//[I
// 取出第3行的第5列，为一个数组
arrayObj = Array.get(arrayObj, 5);
// 访问第3行第5列的第10个元素，为其赋值37
Array.setInt(arrayObj, 10, 37);
// 读取第3行第5列的第10个元素
System.out.println(Array.getInt(arrayObj, 10));//37
// 动态数组和普通数组的转换：强行转换成对等的数组
int arrayCast[][][] = (int[][][]) array;
System.out.println(arrayCast[3][5][10]);//37



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数组转型



Java代码


//----A是B的父类
/*
* 下面编译就通不过，虽然short可以向上转型成int，但short并非int的子类
* 因为基本类型根据就不是类，而只是一种类型罢了
*/
//int[] intArr = new short[0];
/*
* 下面编译可以通过，因为B是A的子类，而不光只是一种类型，还是一种类
*/
A[] aArr = new B[1];
B[] bArr = (B[]) aArr;//编译运行都没有问题
aArr = new A[1];
// bArr = (B[]) new A[1];//类型转换错误
Object[] oArr = new A[1];
System.out.println(oArr.getClass().getName());//[LA;
//数组也是一个对象
Object o = new A[1];
//虽然使用一个Object引用接收了一个数组对象，但数组本身类型没有丢失
System.out.println(o.getClass().getName());//[LA;
aArr = (A[]) o;//这里还是没有问题，因为o本身是A类型数组