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掌握Java数组:一个非常特殊的对象

4.1 掌握Java数组

“二哥,我看你公众号的一篇文章里提到,ArrayList 的内部是用数组实现的,我就对数组非常感兴趣,想深入地了解一下,今天终于到这个环节了,好期待呀!”三妹的语气里显得很兴奋。

“的确是的,看 ArrayList 的源码就一清二楚了。”我一边说,一边打开 Intellij IDEA,并找到了 ArrayList 的源码。

/**
 * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
 * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
 * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
 * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
 */
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

/**
 * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
 *
 * @serial
 */
private int size;

“瞧见没?Object[] elementData 就是数组。”我指着显示屏上这串代码继续说。

数组是一个对象,它包含了一组固定数量的元素,并且这些元素的类型是相同的。数组会按照索引的方式将元素放在指定的位置上,意味着我们可以通过索引来访问这些元素。在 Java 中,索引是从 0 开始的。

“哥,能说一下为什么索引从 0 开始吗?”三妹突然这个话题很感兴趣。

“哦,Java 是基于 C/C++ 语言实现的,而 C 语言的下标是从 0 开始的,所以 Java 就继承了这个良好的传统习惯。C语言有一个很重要概念,叫做指针,它实际上是一个偏移量,距离开始位置的偏移量,第一个元素就在开始的位置,它的偏移量就为 0,所以索引就为 0。”此刻,我很自信。

“此外,还有另外一种说法。早期的计算机资源比较匮乏,0 作为起始下标相比较于 1 作为起始下标,编译的效率更高。”

“哦。”三妹意味深长地点了点头。

我们可以将数组理解为一个个整齐排列的单元格,每个单元格里面存放着一个元素。

数组元素的类型可以是基本数据类型(比如说 int、double),也可以是引用数据类型(比如说 String),包括自定义类型。

数组的声明方式分两种。

先来看第一种:

int[] anArray;

再来看第二种:

int anOtherArray[];

不同之处就在于中括号的位置,是跟在类型关键字的后面,还是跟在变量的名称的后面。前一种的使用频率更高一些,像 ArrayList 的源码中就用了第一种方式。

同样的,数组的初始化方式也有多种,最常见的是:

int[] anArray = new int[10];

看到了没?上面这行代码中使用了 new 关键字,这就意味着数组的确是一个对象,只有对象的创建才会用到 new 关键字,基本数据类型是不用的。然后,我们需要在方括号中指定数组的长度。

这时候,数组中的每个元素都会被初始化为默认值,int 类型的就为 0,Object 类型的就为 null。 不同数据类型的默认值不同,可以参照之前的文章。

另外,还可以使用大括号的方式,直接初始化数组中的元素:

int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};

这时候,数组的元素分别是 1、2、3、4、5,索引依次是 0、1、2、3、4,长度是 5。

“哥,怎么访问数组呢?”三妹及时地插话到。

前面提到过,可以通过索引来访问数组的元素,就像下面这样:

anArray[0] = 10;

变量名,加上中括号,加上元素的索引,就可以访问到数组,通过“=”操作符可以对元素进行赋值。

如果索引的值超出了数组的界限,就会抛出 ArrayIndexOutOfBoundException。

既然数组的索引是从 0 开始,那就是到数组的 length - 1 结束,不要使用超出这个范围内的索引访问数组,就不会抛出数组越界的异常了。

当数组的元素非常多的时候,逐个访问数组就太辛苦了,所以需要通过遍历的方式。

第一种,使用 for 循环:

int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < anOtherArray.length; i++) {
    System.out.println(anOtherArray[i]);
}

通过 length 属性获取到数组的长度,然后从 0 开始遍历,就得到了数组

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