为啥 ArrayLists 的 ArrayList 不是多维的？

Posted 2023-02-23

【中文标题】为啥 ArrayLists 的 ArrayList 不是多维的？

【英文标题】：Why is an ArrayList of ArrayLists not multidimensional?为什么 ArrayLists 的 ArrayList 不是多维的？

【发布时间】：2017-10-07 05:19:20

【问题描述】：

我最近参加了一次面试，面试官问我一个关于Arrays 和ArrayList 的问题。

他问我一个数组数组是否可以是多维的，那为什么ArrayList的一个ArrayList不是多维的？

例如：

// Multidimensional
int[][] array = new int[m][n]; 

// Not multidimensional
ArrayList<ArrayList<Integer>> seq = new ArrayList<ArrayList<Integer>>(); 

谁能帮我理解这个？

【问题讨论】：

@MichaelMarkidis 并非所有数组都必须具有相同的大小。

其实java没有true二维数组，它们是作为数组的数组来实现的，但是当人们说它是二维的时候我可以理解...

@Aominè 真正的二维数组是什么意思？

"A 二维ArrayList" 表示存在一个 ArrayList。同样的论点也适用于数组……但由于 Java 对它们有特殊的语法，人们经常将多维数组视为单个对象（实际上并非如此）。

在我看来，这是一个非常愚蠢的面试问题。对于所有意图和目的，List<List<Integer>> 是一个二维数组：您可以将其可视化为存在于二维中。如果您想明确说明非锯​​齿状，则“矩阵”一词可以更好地传达该含义。这是故意设计来绊倒你的。

【参考方案1】：

ArrayList 是List 的实现。这是一个使用数组实现的List。数组的使用是一个实现细节。 list interface 不支持多维列表的概念，因此您也不希望 ArrayList 支持。此外，它没有作为traditional list data structure 的用例来处理。

数组支持多维，因为它是 Java 的语言特性。

【讨论】：

为什么不支持维度列表？

List 作为数据结构不涉及维度用例en.wikipedia.org/wiki/List_(abstract_data_type)

不是我的反对意见，但我怀疑这是因为在 Java 中数组不是多维的——它们是数组的数组。

【参考方案2】：

从另一面来看：您可以像使用“多维”数组一样使用列表。您只需将array[row][column] 替换为someList.get(row).get(column)！

最后，java 数组以类似的方式实现：两个暗矩阵也只是一个暗数组的一个暗数组！换句话说：差异更多是在表面上，而不是深层次的概念原因！

更准确地说：Java 类型系统允许您输入Object[][]，所以从这个意义上说，它知道Object[][] 的类型；但如前所述，实际上，没有多维数组；正如 Java 将“两个暗淡”的东西视为对数组的引用的数组！

另一方面：“多维数组”有一定的概念，例如JVM specification 明确提到：

multianewarray 指令的第一个操作数是要创建的数组类类型的运行时常量池索引。第二个是实际创建的该数组类型的维数。 multianewarray 指令可用于创建类型的所有维度，如 create3DArray 的代码所示。请注意，多维数组只是一个对象，因此分别由 aload_1 和 areturn 指令加载和返回。

【讨论】：

java 类型系统不支持多维数组。它支持数组的数组，这是一个不同的概念。

@PeteKirkham 所以Object[][] 不是不同于Object[] 或Object 的类型？但我明白你的意思......我希望我对答案的编辑在这里有所帮助。

它们是不同的类型，Object[][] 是（对象数组）的数组，而Object[] 是对象数组，就像int[] 和int 是不同的类型一样。如果 java 支持多维数组，Object[,] 将再次成为不同的类型。有关具有多维数组的 C#，请参阅 ***.com/questions/597720。

你可以使用专门的操作来让一个对象像一个多维数组，就像multianewarray 指令，它允许一个有效的实现，例如Object[][] array=new Object[3][4];，但它不会阻止完全不同的用法，例如你可以在实例化之后说array[1]=null 和/或array[0]=array[2];，创建一个甚至远不像多维数组的数据结构。

【参考方案3】：

我将在这里勉强回答这个问题，但是对于这个广泛的问题没有正确答案。

我们首先要问，是什么让数组成为多维的？

我将假设您的面试官考虑一个具有固定大小的多维数组（如您在问题中所示），不能将其视为“锯齿状”。根据微软的说法，C#中的jagged数组如下：

交错数组的元素可以有不同的维度和大小。

在 Java 中，多维数组只是一个数组，其中每个元素也是一个数组。这些数组必须定义为固定大小，以便在其中对元素进行索引，但锯齿状数组可以具有不同的大小，如上所述。

ArrayList 由数组支持；但是，当向其中添加一定数量的元素时，数组会扩展。由于这个原因，ArrayList 可能会变得参差不齐，并且可以不再被认为是多维的。

编辑：在重读了几遍之后，我确定你的面试官只是想迷惑你。老实说，一种数据类型（数组）是多维的，而另一种数据类型（使用数组的ArrayList）不是多维的，这确实没有意义。

【讨论】：

是的，多维数组的大小是固定的。我也认为由于锯齿状的性质，arraylist 不能是多维的。是的，你是对的，也许他是想迷惑我，他又把事情搁置了半个小时。

我可以有效地调整多维数组的子数组大小，即array[index]=Arrays.copyOf(array[index], newSize);

【参考方案4】：

Cay S. Horstmann 在他的著作 Core Java for the impatient 中说过：

Java 中没有二维数组列表，但你可以声明一个 ArrayList<ArrayList<Integer>> 类型的变量并建立行 自己。

由于ArrayLists是可以伸缩变锯齿而不是多维的，可以说它不是二维数组，多维的意思固定行和列，因此我也在 cmets 中声明 Java 没有 true 多维数组，但这超出了您的问题范围。

如果你好奇我为什么说 Java 没有 true 多维数组，请阅读 the differences between a multidimensional array and an array of arrays in C#?

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只是为了让我的答案更清楚，关于 Java 是否有 true 多维数组，我确实 not 说 java 没有多维数组，我说 Java 没有 true 多维数组，正如 JLS 所说的那样：

一个多维数组不需要有相同长度的数组 每个级别。

【讨论】：

拥有不同长度的子数组并不是令人兴奋的部分。更有趣的是，多维数组是一个引用数组，可能是null或者指向同一个数组。对于Object[][]…，数组甚至可以包含对自身的引用。

【参考方案5】：

出于同样的原因，我将所有备用购物袋放入的购物袋不是多维购物袋。

如果我把一个坚果放在一个袋子里，然后把那个袋子放在另一个袋子里，我必须执行两次操作才能得到坚果。

如果我将螺母放在二维组件托盘中，我可以使用两个索引执行一个操作来访问它：

source

类似地，列表列表（或数组数组）和真正的二维数组之间存在根本区别 - 采用两个索引的单个操作用于访问二维数组中的元素，两个操作分别采用一个索引用于访问列表列表中的元素。

ArrayList 有一个索引，所以它的秩为 1。二维数组有两个索引，它的秩为 2。

注意：我所说的“二维数组”不是指 Java 数组（引用）数组，而是指在 FORTRAN 等其他语言中发现的二维数组。 Java 没有多维数组。如果你的面试官特别提到 Java 的“数组数组”，那么我会不同意它们，因为 Java 的 int[][] 定义了一个对整数数组的引用数组，这需要两个取消引用操作来访问这些元素。例如，C 中的数组数组支持使用单个解引用操作进行访问，因此更接近于多维情况。

【讨论】：

您在哪一方面声明array[index1][index2] 是一个单一的操作，而list.get(index1).get(index2) 是两个？无论哪种情况，我都可以将其拆分为两个操作，例如tmp=array[index1]; result=tmp[index2];…

@Holger 我认为这里的重点是Java 不支持多维数组。它具有数组数组 - 与列表列表没有什么不同。我认为在这种情况下，面试官是错误的——也许是问了一个引导性问题。

@Boris the Spider：我知道，但这个答案似乎有所不同……

@Holger 数组数组（与 Java 对数组的引用数组相反）可以实现为乘法和单个相对提取。

这个问题显然是 Java 特有的。如果您指的是非 Java 数组，您应该在回答中指出这一点。

【参考方案6】：

因为它根本不是立体的。它是一个带有 API 的对象。多维的任何外观都是由它的 API 提供的，但它纯粹是在旁观者的眼中。另一方面，数组是多维的，因此也可以是多维的。

【讨论】：

在上面的cmets中提到java中没有真正的二维数组

【参考方案7】：

面试官的说法是荒谬的。

正如您在本页中看到的那样，有人可能会争辩说，Java 没有真正的多维数组，在这种情况下，它也没有多维 ArrayList。另一方面，它当然允许您以相同的方式通过数组和 ArrayList 表示多维结构。

定义两者之间的主要区别是相当武断且毫无意义的。

可能面试官只是想开始一场技术辩论，以测试你解释细节的能力。

【讨论】：

+1 仅用于最后一句话。这类问题对了解应聘者的技术知识深度很有帮助。