Java 数组与内存控制

 

要点： 

1.Java数组的基本语法；

2.Java数组的静态特性；

3.Java数组的内存分配机制；

4.初始化Java数组的两种方式；

5.初始化基本类型数组的内存分配；

6.初始化应用类型数组的内存分配；

7.数组引用变量和数组对象；

8.何时是数组引用变量,何时是数组对象；

9.数组元素等同于变量；

10.多维数组的内存分配；

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      其实Java数组并不是什么很难的知识，如果单从用法的角度来看，数组的用法并不难，只是很多程序员虽然一直在使用Java数组，但他们往往对Java数组的内存分配把握不太准确。下面就Java数组内存分配做一些探讨：

  1.数组初始化

  Java数组是静态的,即当数组初始化之后，该数组的长度是不可变的。Java程序中数组必须经初始化才可以使用。所谓初始化就是为数组对象的元素分配内存空间，并为每个数组元素指定初始值。

数组的初始化有以下两种方式：

①静态初始化：初始化时由程序员显示指定每个元素的初始值，有系统决定长度。

②动态初始化：初始化时程序员只指定数组长度，有系统为数组元素分配初始值。

  不管采用哪种方式初始化Java数组，一旦初始化完成，该数组的长度就不可改变，在Java中允许通过数组的length属性来访问数组的长短。

 

public class ArrayTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //采用静态初始化方式初始化第一个数组
        String[] books = new String[]
        {
            "Java SE",
            "Java EE",
            "Ajax",
            "XML"
        };
        //采用静态初始化的简化形式初始化第二个数组
        String[] names =
        {
            "孙悟空",
            "猪八戒",
            "白骨精"
        };
        //采用动态初始化的语法初始化第三个数组
        String[] strArr = new String[5];
        //访问3个数组的长度
        System.out.println("第一个数组的长度：" + books.length);
        System.out.println("第二个数组的长度：" + names.length);
        System.out.println("第三个数组的长度：" + strArr.length);
    }
}

  这3个数组的长度将会始终不变，程序输出3个数组长度依次为4，3，5.

  前面已经指出，Java语言的数组变量是引用类型的变量，books，names，str这个3个变量以及各自引用的数组在内存中的分配如下图：

   从上图可以看出，对静态初始化方式而言，我们是无需指定数组长度，指定该数组的数组元素，由子痛决定该数组的长度即可。例如books数组，为它指定了4个数组元素，那它的长度就是4，对于names数组，为它指定了3个元素，那么它的长度就是3.

   对于8种原生数据类型数组的初始值：

   整数类型(byte,short,int,long)，数组元素初始值为0；

   浮点类型(float,double),数组元素初始值为0.0；

   字符类型(char),数组元素初始值为'\u0000'；

   布尔类型(boolean),数组元素初始值为false。

   如果数组元素是引用类型(类，接口和数组)，则数组元素的初始值为null。

 ！！注意：不要同时使用静态初始化和动态初始化，也就是说，不要在进行数组初始化时，即指定数组的长度，也为每个元素分配初始值。

 

  需要指出的是，Java的数组变量是一种引用类型的变量，数组变量并不是数组本身，它只是指向堆内存的数组对象。因此，可以改变一个数组变量所引用的数组，这样可以造成数组长度可变的假象。假设，在上面的程序增加几行代码如下：

 

       //让books数组变量、strArr数组变量指向names所引用的数组
        books = names;
        strArr = names;
        System.out.println("--------------");
        System.out.println("books数组的长度：" + books.length);
        System.out.println("strArr数组的长度：" + strArr.length);
        //改变books数组变量所引用的数组的第二个元素值。
        books[1] = "唐僧";
        System.out.println("names数组的第二个元素是：" + books[1]);

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    var arr = [];
    document.writeln("arr的长度是:" + arr.length+"");
    //为arr数组的两个元素赋初值
    arr[2] = 6;
    arr[4]="李四";
    //再次访问arr数组的长度
    document.writeln("arr的长度是:" + arr.length+"");

public class ArrayTest3
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //定义、并初始化nums数组
        int[] nums = new int[]{3, 5, 20, 12};
        //定义一个prices数组变量
        int[] prices;
        //让prices数组指向nums所引用的数组
        prices = nums;
        for (int i = 0 ; i < prices.length ; i++ )
        {
            System.out.println(prices[i]);
        }
        //将prices数组的第3个元素赋值为34
        prices[2] = 34;
        //访问nums数组的第3个元素，将看到输出34.
        System.out.println("nums数组的第3个元素的值是：" + nums[2]);
    }
}

以上程序定义了prices数组之后，并为对其初始化。当执行int[] prices之后，程序在内存中分配如下图：

现在程序中prices数组变量可以正常使用了，因为它指向了有效的数组对象。
！！注意：大部分的时候我们把数组变量和数组对象搞混淆了，数组变量只是一个引用变量(有点类似于C语言里面的指针)，通常存放在栈内存中(也可放在堆内存中)；而数组对象就是保存在堆内存中的连续内存空间，对数组执行初始化，其实并不是对数组变量执行初始化，而是要对数组对象执行初始化--也就是为该数组对象分配一块连续的内存空间，这块连续内存空间的长度就是数组的长度。虽然上面程序中的prices变量看似没有经过初始化，但执行prices=nums；就会让prices变量指向一个已经执行初始化的数组。
对于Java程序中所有的引用变量，他们都不需要经过所谓的初始化操作，需要进行初始化操作的是该引用变量所引用的对象。