Java 之路 (十七) -- 数组（基本概念与使用、数组与泛型

2018-08-17  本文已影响0人  whd_Alive

学完复杂的泛型，来学点简单的。本文介绍 Java 数组的相关知识。

1. 基本概念

数组是一个容器对象，它包含固定数量的单个类型的值。 创建数组时，将建立数组的长度。 创建后，其长度是固定的。

10 个元素的数组

数组中的每个项成为元素，每个元素由其数组索引访问。

举个简单例子：

class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明一个整数数组
        int[] anArray;
        // 为10个整数分配内存
        anArray = new int[10];
        // 初始化第一个元素
        anArray[0] = 100;
        // 初始化第2个元素
        anArray[1] = 200;
        // 以此类推
        anArray[2] = 300;
        anArray[3] = 400;
        anArray[4] = 500;
        anArray[5] = 600;
        anArray[6] = 700;
        anArray[7] = 800;
        anArray[8] = 900;
        anArray[9] = 1000;

        System.out.println("Element at index 0: " + anArray[0]);
        System.out.println("Element at index 1: " + anArray[1]);
        System.out.println("Element at index 2: " + anArray[2]);
        System.out.println("Element at index 3: " + anArray[3]);
        System.out.println("Element at index 4: " + anArray[4]);
        System.out.println("Element at index 5: " + anArray[5]);
        System.out.println("Element at index 6: " + anArray[6]);
        System.out.println("Element at index 7: " + anArray[7]);
        System.out.println("Element at index 8: " + anArray[8]);
        System.out.println("Element at index 9: " + anArray[9]);
    }
} 
/*输出
Element at index 0: 100
Element at index 1: 200
Element at index 2: 300
Element at index 3: 400
Element at index 4: 500
Element at index 5: 600
Element at index 6: 700
Element at index 7: 800
Element at index 8: 900
Element at index 9: 1000
*/

1.1 声明数组

通过以下代码声明一个数组：

int[] anArray;

可以看出，与其他类型的变量声明相似，数组声明有两个部分：数组类型和数组名称。数组类型写法为 "type[]"，数组名称可以是任意合法名称。

同样的，声明实际上并不创建数组，只是告诉编译器该变量是指定类型的数组。

对于其他类型的数组，创建方式也是如此：

byte[] anArrayOfBytes;
short[] anArrayOfShorts;
long[] anArrayOfLongs;
float[] anArrayOfFloats;
double[] anArrayOfDoubles;
boolean[] anArrayOfBooleans;
char[] anArrayOfChars;
String[] anArrayOfStrings;

另外，还有另外一种不常用写法，将[]放在后面：

float anArrayOfFloats[];

1.2 创建、初始化以及访问

创建数组的一种方法是使用 new 操作符。

anArray = new int[10];

之后，通过索引访问数组元素，并初始化：

anArray[0] = 100;
anArray[1] = 200; 
anArray[2] = 300; 

System.out.println("Element 1 at index 0: " + anArray[0]);
System.out.println("Element 2 at index 1: " + anArray[1]);
System.out.println("Element 3 at index 2: " + anArray[2]);

或者，可以在创建的时候同时进行初始化：

int[] anArray = { 
    100, 200, 300,
    400, 500, 600, 
    700, 800, 900, 1000
};

另外，还可以使用两个或多个括号[] 如String[][] names 声明一个多维数组。同样的每个元素必须由相应的索引值访问。

class MultiDimArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String[][] names = {
            {"Mr. ", "Mrs. ", "Ms. "},
            {"Smith", "Jones"}
        };
        // Mr. Smith
        System.out.println(names[0][0] + names[1][0]);
        // Ms. Jones
        System.out.println(names[0][2] + names[1][1]);
    }
}
/*输出
Mr. Smith
Ms. Jones
*/

然后，可以通过数组的 length 属性来确定数组的大小。

未初始化时，引用类型为 null，基本数据类型为零：

基本类型 默认值
boolean false
char '\uoooo'(null)
byte (byte)0
short (short)0
int 0
long 0L
float 0.0f
double 0.0d

2. 数组为什么特殊

数组和其他种类的容器之间的区别：

  1. 效率
  2. 类型
  3. 保存基本类型的能力

补充一些特性：

3. 数组与泛型

能实例化具有参数化类型的数组

Peel<Banana>[] peels = new Peel<Banana>[10];// 编译错误

擦除会移除参数类型信息，而数组本身必须知道它们所持有的确切类型，以强制保证类型安全

但是，可以参数化数组本身的类型：

public  <T> T[] f(T[] arg) {
    return arg;
}

编译器虽然不允许实例化泛型数组，但是可以创建这种数组的引用：

List<String>[] ls; //合法
ls = new ArrayList<String>[10]; //编译错误

尽管不能黄建始及的持有泛型的数组对象，但是可以创建非泛型的数组，然后将其转型：

public class ArrayOfGenerics {
    @SupressWarning("unchecked")
    public static void main(String... args) {
        List<String> ls;
        List[] la = new List[10];
        ls = (List<String>[]) la; //unchecked warning
        ls[0] = new ArrayList<String>();
    }
}

数组是协变类型的， 因此 List<String>[] 也是一个 Object[]，可以将一个 ArrayList<String> 赋值到数组中。

4. 数组操作

本小节介绍以下 Java 内置的一些对数组操作的方法

4.1 复制数组

System类有一个arraycopy方法，可以使用它来有效地将数据从一个数组复制到另一个数组：

public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)

两个Object参数指定要从中复制的数组和要复制到的数组。 三个int参数指定源数组中的起始位置，目标数组中的起始位置以及要复制的数组元素的数量。

class ArrayCopyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        char[] copyFrom = { 'd', 'e', 'c', 'a', 'f', 'f', 'e',
                'i', 'n', 'a', 't', 'e', 'd' };
        char[] copyTo = new char[7];

        System.arraycopy(copyFrom, 2, copyTo, 0, 7);
        System.out.println(new String(copyTo));
    }
}
/*输出
caffein
*/

4.2 Arrays 类

java.util.Arrays类中的方法提供的一些有用的操作是：

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