Java中数组的特性
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java中数组的特性相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
转载:http://blog.csdn.net/zhangjg_blog/article/details/16116613
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。在C,C++等语言中,数组的定义简洁清晰,而在Java中确有一些会让人迷惑的特性。本文就尝试分析这些特性。
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:
- 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();
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:
- int 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
- 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;
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;
- public 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:
* [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)
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:
- //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
- 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
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:
- //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:
- public static class Father {
- }
- public static class Son extends Father {
- }
- //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:
- Son[][] sonss = new Son[2][4];
- Father[][] fathers = sonss;
- int[] 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:
- Object[] 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。
- db.execSQL("INSERT INTO person VALUES (NULL, ?, ?)", new Object[]{person.name, person.age});
- 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
- }
到此为止,数组的特性就总结完了
以上是关于Java中数组的特性的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章