数组一些底层原理

参考：
https://www.cnblogs.com/qlky/p/7351235.html

1. Array父类是Object

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[10];
        System.out.println("array的父类是：" + array.getClass().getSuperclass());
        System.out.println("array的类名是：" + array.getClass().getName());
    }
}
-------Output:
array的父类是：class java.lang.Object
array的类名是：[I

2. 数组不同于类，没有生命任何成员变量、成员方法、构造函数、Annotation甚至连length成员变量这个都没有

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[10];
        Class clazz = array.getClass();   
        System.out.println(clazz.getDeclaredFields().length);   
        System.out.println(clazz.getDeclaredMethods().length);   
        System.out.println(clazz.getDeclaredConstructors().length);   
        System.out.println(clazz.getDeclaredAnnotations().length);   
        System.out.println(clazz.getDeclaredClasses().length);   
    }
}
----------------Output：
0
0

3. 用javap -verbose XX.class查看数组

int[] array1 = new int[10];
int length = array1.length;

javap -verbose XX.class显示：

0: bipush        10          //数组大小为10
2: newarray       int        //int数组
4: astore_1                  //将数组的引用从操作数栈中弹出，保存在索引为1的局部变量(即array1)中
5: aload_1                  //将索引为1的局部变量(即array1)压入操作数栈 
6: arraylength             //从操作数栈弹出数组引用(即array1)，并获取其长度(JVM负责实现如何获取)，并将长度压入操作数栈
7: istore_2                //将索引为2的局部变量(即length)压入操作数栈
8: return

4. 性能

数组与其他种类的容器之间的区别有三个方面：效率、类型和保存基本类型的能力。在java中，数组是一种效率最高的存储和随机访问对象引用序列的方式

5. 数组复制问题

若数组元素为对象，则数组里面数据是对象引用

通过Arrays.copyOf()方法产生的数组是一个浅拷贝。同时数组的clone()方法也是，集合的clone()方法也是，所以我们在使用拷贝方法的同时一定要注意浅拷贝这问题。

6. 数组转换为List注意地方

我们经常需要使用到Arrays这个工具的asList()方法将其转换成列表。方便是方便，但是有时候会出现莫名其妙的问题。如下：

public static void main(String[] args) {
        int[] datas = new int[]{1,2,3,4,5};
        List list = Arrays.asList(datas);
        System.out.println(list.size());
    }
------------Output:
1

结果是1,是的你没有看错, 结果就是1。但是为什么会是1而不是5呢？先看asList()的源码

public static <T> List<T> asList(T... a) {
    return new ArrayList<T>(a);
}

注意这个参数:T…a，这个参数是一个泛型的变长参数，我们知道基本数据类型是不可能泛型化的，也是就说8个基本数据类型是不可作为泛型参数的，但是为什么编译器没有报错呢？这是因为在java中，数组会当做一个对象来处理，它是可以泛型的，所以我们的程序是把一个int型的数组作为了T的类型，所以在转换之后List中就只会存在一个类型为int数组的元素了。所以我们这样的程序System.out.println(datas.equals(list.get(0)));输出结果肯定是true。当然如果将int改为Integer，则长度就会变成5了。

我们再看下面程序：

enum Week{Sum,Mon,Tue,Web,Thu,Fri,Sat}
    public static void main(String[] args) {
        Week[] weeks = {Week.Sum,Week.Mon,Week.Tue,Week.Web,Week.Thu,Week.Fri};
        List<Week> list = Arrays.asList(weeks);
        list.add(Week.Sat);
    }

这个程序非常简单，就是讲一个数组转换成list，然后改变集合中值，但是运行呢？

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
    at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:131)
    at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:91)
    at com.array.Test.main(Test.java:18)

编译没错，但是运行竟然出现了异常错误！UnsupportedOperationException ，当不支持请求的操作时，就会抛出该异常。从某种程度上来说就是不支持add方法，我们知道这是不可能的！什么原因引起这个异常呢？先看asList()的源代码：

public static <T> List<T> asList(T... a) {
        return new ArrayList<T>(a);
    }

这里是直接返回一个ArrayList对象返回，但是注意这个ArrayList并不是java.util.ArrayList,而是Arrays工具类的一个内之类：

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
    implements RandomAccess, java.io.Serializable{
        private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
        private final E[] a;
        ArrayList(E[] array) {
            if (array==null)
                throw new NullPointerException();
        a = array;
    }
       /** 省略方法 **/
    }

但是这个内部类并没有提供add()方法，那么查看父类：

public boolean add(E e) {
    add(size(), e);
    return true;
    }
    public void add(int index, E element) {
    throw new UnsupportedOperationException();
    }

这里父类仅仅只是提供了方法，方法的具体实现却没有，所以具体的实现需要子类自己来提供，但是非常遗憾

这个内部类ArrayList并没有提高add的实现方法。在ArrayList中，它主要提供了如下几个方法：

  1、size：元素数量

  2、toArray：转换为数组，实现了数组的浅拷贝。

  3、get：获得指定元素。

  4、contains：是否包含某元素。

所以综上所述，asList返回的是一个长度不可变的列表。数组是多长，转换成的列表是多长，我们是无法通过add、remove来增加或者减少其长度的。