短文漲姿勢，看了不白看，不關注等啥？

幾乎所有的高級語言當中，都提供了一種叫做”數組”的東西，Java語言當然也不例外。我們通過數組可以很方便的存儲和管理一組數據。因為在Java語言當中使用數組非常的方便，所以導致很多初學者忽略了對數組的深入學習，本文就通過七個問題，來幫助初學者深入理解一下Java語言的數組到底是怎么回事。

一、數組是變量的簡單疊加嗎？

我們在學習Java的時候，知道一個int類型的變量可以存儲一個整數，而一個int類想的數組可以存儲多個整數。于是很多人認為數組只不過是變量的簡單疊加而已，無非是變量存1個數，數組存多個數。其實不然，Java語言是把數組當作一個“對象”來看待的。我們來看下面的代碼

我們可以看到，在代碼中聲明了int型變量a和int型數組b，b的長度為1。a和b都只能存儲1個int型數據，似乎它們之間沒什么區別。但是請注意：a和b之間其實是有本質區別的，a是一個基礎數據類型的變量，而b則是一個對象！正因為它是一個對象，所以我們才可以調用到它的getClass()方法。那么緊接著小伙伴們會問：b既然是一個對象，那么這個對象是什么類型的呢？我們可以通過“b.getClass().getName()”獲得它類型的名稱是” [I”。讀者也可以通過這種方式，獲得其他幾種基礎數據類型數組的類型名稱。最重要的是，我們必須搞清楚：數組不是變量的簡單疊加！即便是基礎數據類型的數組，也是以對象的形式存在的。

二、為什么數組的下標是從0開始的？

同很多編程語言一樣，Java語言數組的下標也是從0開始的。很多初學者都不理解，為什么數組下標要從0而不是從1開始？這太不符合我們的日常計數習慣了。為了說清楚這個問題，我們還是先看一段代碼

在這段代碼中，創建了一個長度為5的數組并命名為a。在程序實際運行的時候，會分配一組連續的空間，這組空間中可以存儲5個int型數據。為了能夠準確的從這組空間的任意一個單元中找到數據，虛擬機必須能夠對這組空間中任意一個單元做出識別。那么如何識別每個單元呢？虛擬機可以把每個單元都進行單獨的命名，這樣做當然能夠達到目的，但是這么做跟使用變量就沒什么區別了，更體現不出這組數據是一個連續的整體。實際的情況是：虛擬機給這組空間的第一個單元命名為a，如果希望找到a本身，那么就直接用a[0]來表示，其中方括號中的0表示偏移量。偏移量為0，就表示找的就是a這個空間中的數據，而a[1]表示以a為基準點，偏移1個單元，這樣就找到了數組中第2個元素，以此類推，想找到數組中第5個元素，就以a這個單元為基準點，再偏移4個單元即可。因此我們就可以知道，數組的下標本質上并不是數組元素的編號，而是以數組首元素為基準點所偏移的量。這就是數組下標從0開始的原因。

三、數組的長度為什么可以用變量表示？

我們還是先來看一段代碼

這段代碼中，在創建數組的時候，以變量表示了這個數組的長度，這種做法放到Java語言中似乎很常見，但是如果使用C語言編程，在創建數組的時候，數組的長度必須是一個固定的值，不能用變量來表示。很多人似乎對這個問題不以為然，只是簡單的認為這只是Java和C語言之間一點簡單的語法差別而已。

其實問題遠不是這么簡單。這個簡單的語法差別其實體現出了Java與C語言之間編譯和運行機制本質的不同。變量是運行時才被賦值的，Java語言允許把數組的長度以變量的形式來表示，其背后的根本原因就是允許數組一直等到”運行時”才把長度確定下來。也就是說，程序員可以在編碼的時候，不用規定數組的長度，等到程序實際運行的時候，根據實際需要去確定數組的長度，這樣大大增加了程序的靈活性。

舉個例子：如果我們編寫程序，要求用戶輸入幾個數字保存到數組中，然后進行排序，用戶輸入多少個數字不確定。如果我們用Java語言去完成這個程序，只要先讓用戶輸入他想對多少個數字進行排序，然后把數字的個數保存到一個變量中，接著以這個變量的值作為長度創建數組就可以。但是如果是用C語言來完成程序，那么程序員必須在編寫代碼的時候就把數組的長度定下來，而不能等到程序運行的時候再去確定。因為C語言不能動態的在運行時確定數組的長度，必須在編譯階段就把長度確定下來。但是程序員在編碼的時候并不確定用戶要對多少數字完成排序，于是就只能以經驗推測，創建一個他認為”足夠大”的數組來存放排序的數字。如果創建的數組太大，則浪費空間，如果數組太小，則無法保存全部數字。

說了這么多，重點其實就一句話：Java語言的數組可以在”運行時”確定長度！并且這個特點大大的增加了程序的靈活性。

四、Java數組的長度可以為0嗎？

這個問題很簡單，只要寫一段代碼就可以得到答案：可以！關鍵問題來了：長度為0的數組不能存數據，這種數組有什么意義呢？前面說過，Java語言允許在程序運行過程中動態確定數組長度。那么我們就可以設想這樣的一個場景：要求編碼查詢出考試總分在700分以上的學員，并且把他們的姓名存儲到一個字符串數組中。假如經過查詢之后，發現沒有成績在700分以上的學員，該如何表示這個查詢結果呢？如果查詢方法返回null來表示沒有查到符合條件的數據，會對后續程序帶來一定的風險，因為畢竟空對象可能會導致后面的處理代碼中拋出空指針異常。而用一個長度為0的數組來表示查詢結果就安全多了，僅能體現出沒有查到符合條件的數據，又降低了拋出異常的風險。

五、Java語言中的數組可以擴大容量嗎？

答案是不可以！因為數組一旦分配了空間之后，如果想在原來空間的基礎上擴大容量，就如同是擴張地盤，勢必會影響到內存中其他數據的存儲，所以Java語言不允許數組擴大容量。網上有很多資料，講解了如何擴大數組的容量，并給出了實現代碼。如果你仔細去看這些代碼，你會發現，這些所謂擴大數組容量的算法，其實現過程都是新創建一個更大的數組，然后把原數組中的數據拷貝到新數組中，最終返回那個新創建的數組。因此這種所謂的擴容算法其實并不是真正的擴容。

六、可以創建抽象類數組嗎？

還是看代碼

代碼中創建了一個抽象類A，并且在main()方法中創建了一個A類型的數組。問題又來了：抽象類A不能創建對象，而現在不僅創建了對象，并且還是一組！這是怎么回事？其實這也是很多初學者在理解引用類型數據數組的一個誤區：認為數組中存放的某種類型的對象。其實不然，引用數據類型的數組中，存放的并不是對象，而只是能指向這種對象的引用而已。就拿上面這段代碼來說，數組a中并沒有存放5個A類型的對象，而只是存放了5個能夠指向A類型對象的引用，這些引用在數組初始化的過程中，都指向空對象(null)，所以千萬不要錯誤的認為創建了某類型的數組，同時就創建了N個該類型的對象。代碼中，數組a中所存放的那些引用，將來所指向的必定也是A類子類的對象，因為A類自身根本就不能創建對象。

七、多維數組的length屬性值是多少？

看代碼

以上代碼運行，輸出結果會是多少呢？一部分初學者會認為輸出的結果是12，因為這個數組能夠存儲12個數字。但程序實際運行輸出的結果卻是3，這是為什么呢？就是因為，無論數組本身的維度是多少，在Java虛擬機看來，這個數組都是一維數組！有小伙伴可能不解：a明明是一個二維數組，怎么會被當作是一維數組呢？我們可以看下圖來幫助理解

我們可以看到，圖中是一個3行4列的二維數組。但是如果我們把數組中的每一行看作是一個元素，那么這個二維數組就可以被理解為一個一維數組，數組中包含3個元素，只不過每個元素并不是一個簡單的數字，而是一個一維數組。也就是說，這個二維數組可以被理解為”由3個一維數組組成的數組”。Java語言就是以這樣的方式來管理數組的，無論數組維度是多少，都被當作一維數組，如果數組中的元素又是數組(嚴格的表述應該是：數組元素是指向一維數組的引用)，那么就形成了多維數組。因此，剛才在代碼中看到的那個二維數組a，它的length屬性值為3而不是12。

希望通過這七個問題，能夠幫助初學者深入理解Java語言的數組。

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