Java基本数据类型数组与可变长度参数

Java基本数据类型数组与可变长度参数

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概述

在本文中，只讨论基本数据类型的数组定义及其相关的操作，并不涉及引用数据类型的操作，以为引用数据类型的机制和基本数据类型数组的机制是有区别的，在后续的博客中会继续深入的讨论。

基本定义

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• 一维数组
  数组是我们经常用的一种数据结构，非常有必要进行详细的讨论，如果你曾经是C/C++程序员，那么这部分内容应该仔细的阅读，因为在C/C++中的数组和在Java中的数组不一样，在Java中数组的限制更多。一维数组的定义格式有下面的两种：
  静态数组格式：

数据类型[] 变量名 = {元素1，元素2，元素3...};

动态数组格式:

数据类型[] 变量名 = new 数据类型[长度]; //必须要给出数组的长度，其中数组的长度可以根据length得到。

• 二维数组
  静态数组格式:

数据类型[][] 变量名 = {{元素1，元素2...},{元素1，元素2...}...};

动态数组格式:

数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[长度1][长度2];

在Java中关于数组的定义有且仅有这两种格式，存在很大的局限性，对于熟悉C/C++的人来说更是难以接受这种定义格式，sun公司也考虑到了这个问题，所以在后面定义了其他的数据结构去补充数组定义带来的不灵活，我们应该接受这种折中，因为Java在很多方面固定格式是为了保证程序的正确性，避免了更大的自由导致的错误。

内存

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在Java中出于安全的考虑，不允许程序员操作内存，但是当我们能明确数组究竟在内存中是怎样存储的，对于我们更好的理解Java程序与相当大的好处，在Java中，内存被分为5个部分，但是在数组的存放过程中，仅仅用到其中的两个部分，分别是：栈区和堆区。栈区存储的仅仅在作用域内有效，一旦出了作用域立马就会销毁，但是堆区的数据却不是根据作用域来释放的，在C/C++中需要程序员手动去释放堆区的内存，否则会导致内存的泄露，而我们在敲代码的过程中经常会忘记去释放内存，同样，sun公司为了弥补这个缺陷，利用了一个垃圾回收器，当堆区中出现没有被引用的对象时，会在合适的时间调用垃圾回收器回收空间，避免了程序员因不能及时回收空间导致堆区空间耗尽，影响后面程序的运行，这是JVM的职责，关于垃圾回收器究竟是什么，会在以后的博客中深入的说明，现在并不适合去说明JVM的机制。http://www.linuxidc.com/Linux/2013-03/81800.htm 参考这篇文章，讲的还是不错的，我不想画图了，所以略去吧，尤其对于熟悉C/C++内存分配的程序员，我想你们应该更能理解这个内存表示的原因，并能看出其本质究竟是什么。

常见的两个问题

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• 数组下标越界

数组下标越界是一个经常会遇到的问题，请自行控制你的程序，通过debug可以跟踪这个bug。

• 空指针异常
  很多的资料都把空指针异常说的很神奇，但是其实并不是那么玄乎，所谓的空指针异常，实际上就是说一个指针没有引用相应的对象，但是却使用这个指针引用了该对象的属性或者方法，怎么理解这段话呢？看下面的例子：

public class TestPoint{
    public static void main(String[] args){
        int[] arr = {1,3,5};//定义个一个静态数组
        arr = null;//也就是将arr的地址清空
        System.out.print(arr[0]);//这个句子就是所谓的空指针异常，这段代码在编译时会发生错误，arr已经没有指向{1,3,5}这个堆区空间了，但是仍然使用了arr[0]
    }
}

可变长度参数与数组

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• 可变长度参数的定义及其与数组的关系
  可变长度参数在C++中也是存在的，但是在C++中的可变长度参数使用起来比较复杂，还要使用start、end等方法，但是在Java只用及其的简单，它实际上的实现方式是数组的语法糖，并不神秘，而且在可变长度数组内部也是转化成了一个数组，后面会具体讲这个语法糖，现在我们来看下可变长度参数的定义：

public static void fun(int...arr)//定义一个可变长度参数
{
    for(int i = 0 ; i < arr.length; i++){
        System.out.println(arr[i])  //在这里我们实际把它当做了数组使用
    }
}

关于可变长度参数有几点说明：
* 可变长度参数必须是函数的最后一个参数；
* 可变长度参数实际上就是数组的语法糖，在调用有可变长度参数的函数时，完全可以将数组作为实参。

那么sun公司为了要定义可变长度参数呢？我在前面说过，Java中的数组很不自由，从数组的两种定义方式中我们可以看出，在定义数组的时候，必须给出数组的长度，但是很多情况下，我们很难确定数组的长度究竟是多少，所以sun公司为了弥补数组的这个缺陷，同时也为了与C++抗衡（你说不抗衡我不信，毕竟C++也拥有那么大的市场份额），在C++中有可变长度参数，Java也要有这个功能，同时还弥补了Java数组的缺陷，一举两得，何乐而不为？

但是在很多情况下我不建议广大的程序员使用可变长度参数类型，因为这样至少存在一个缺陷是：慢，为什么会慢？因为实际上可变长度参数是数组的语法糖，所以在编译运行的过程中，实际上JVM必须将这个语法糖转换为真正的数组，这用中国人的话来讲是脱裤子放屁，多此一举啊。

for循环语法糖

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如果非要使用数组的语法糖，也不是不可以，在这种情况下，Java的程序员会同时使用for循环的语法糖，使这个代码的逻辑更加的简单，for语法糖的例子如下(还是操作上面那哥可变长度参数的例子)：

for(int num:arr){
    System.out.println(num);//同样能打印出这个数组的值
}

二维数组的for循环语法糖：

int[][] arr = {{1,2},{3,4},{4,5,6}}
for(int[] level_1:arr){
    for(int num:level_1){
        System.out.println(num); //同样能实现输出的效果
}

sun公司提供的数组工具类

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请查阅JDK中：java.util.Arrays，其中关于数组的很多操作，在这个类中都有详细的定义，许多函数都进行了不同数据类型的重载，例如数组的排序、二分查找等。

参考资料

• java.util.Arrays工具类：https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Arrays.html

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