你真的了解Java中的数组吗？

news2024/9/23 13:26:15

你真的了解Java中的数组吗？

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，往往让初学者发蒙。本文就尝试分析这些特性。

问题一：Java中的数组是对象吗？

要判断数组是不是对象，那么首先明确什么是对象？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，对象就是堆内存中的一个区域，在这个内存块中封装了一些数据（即类中定义的各个属性值），所以，对象是用来封装数据的。以下为一个Teacher对象在内存中的表示：Teacher tea = new Teacher(“燕姐”,34);

在这里插入图片描述

注意：

1）矩形表示一个引用（地址）或一个基本类型的数据，椭圆表示一个对象，多个矩形组合在一块，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：int[] arr = {1,2,3,4,5};

在这里插入图片描述

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。

int[] arr = {1,2,3,4,5};
int len = arr.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
String str = arr.toString();
int[] clone = arr.clone();

在数组arr上，可以访问它的属性，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，在Java中数组是对象。

问题二：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Teacher。那么数组的类型是什么呢？看下面的代码：

int\[\] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(arr.getClass().getName());
//打印出的数组类的名字为
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。**只是这个类型显得比较奇怪。而且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。

结论

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。

问题三：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 数组的顶层父类是Object, 所以可以向上转型
int[] a = {1, 2, 3, 4, 5};
Object obj = a ;
//2 那么能向下转型吗? 可以
int[] b = (int[])obj;
//3 能使用instanceof关键字判定吗? 可以
if(obj instanceof int[]){
    System.out.println("obj的真实类型是int[]");
}