java知识 之 数组及其内存管理

读书笔记:《疯狂java 程序员的基本修养》第一章——数组及其内存管理

1.数组初始化

数组是一个复合数据结构,当需要多个类型相同的变量时,可以定义数组惊醒使用。在java中,数组变量是一个引用类型的变量。
java 中的数组是静态的,即初始化后,它索占的内存空间、数组长度是不变的。而且必须先初始化后使用。

数组的初始化方式:

  • 静态初始化:初始化是指定数组的元素的值,由系统决定其长度。

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    String[] datas = new String[]{"java","C++","html"};
  • 动态初始化:指定长度,由系统为数组元素分配初始值。

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    String[] datas = new String[5];//指定长度为5,系统为每个元素指定初始值为null

初始值分配规则:

数组类型 初始化值
byte、short、long 0
float、double 0.0
char ‘\u0000’
boolean false
引用类型(类、接口) null

注:不要同时使用静态和动态初始化,即同时指定数组长度和元素初始值

2.数组的内存分析

如下定义三个数组并初始化:

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//1.静态初始化一
String[] books = new String[]{
"疯狂java 讲义",
"轻量级javaee企业应用实战",
"疯狂ajax讲义",
"疯狂XNL讲义"
};
System.out.println("第一个数组的长度为:" + books.length);// 4
//2.静态初始化二
String[] names = {
"孙悟空",
"猪八戒",
"白骨精"
};
System.out.println("第二个数组的长度为:" + names.length);// 3
//3.动态初始化
String[] strArr = new String[5];
System.out.println("第三个数组的长度为:" + strArr.length); // 5

上面采用两种静态和一种动态方式初始化数组,其长度分别为4、3、5,其内存分配如下:

数组变量存在栈区,数组对象存在堆内存,只能通过引用来访问堆内存中的数据。

数组一旦初始化完成后,其内存空间即分配结束,无法改变其长度,但可以修改其元素的值。但数组是一中引用类型的变量,他只是指向对内存中的数组对象,可以改变其引用,从而造成其长度可变的假象,如下:

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books = names;
System.out.println("books数组的长度为:" + books.length);
strArr = names;
System.out.println("strArr数组的长度为:" + strArr.length);
books[1] = "唐僧";
System.out.println("snames的第三个元素:" + books[1]);

输出结果为:
books数组的长度为:3
strArr数组的长度为:3
strArr数组的长度为:唐僧

books原本长度为4,现在打印出来的是3,这里只是其引用变了导致的,原来books变量引用的数组长度依然是4,只是没有任何引用了,将会被GC回收。内存变化如下:

java 中的数组变量只是引用变量,他并不是数组的本身,只要让数组变量指向有效的数组对象,即可使用该数组变量.

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 int[] nums = new int[]{3,5,20,12};
int[] prices;
prices = nums;//prices 未初始化,但将其指向nums所引用的数组
for (int i = 0; i < prices.length; i++) {
System.out.println(prices[i]);
}
//为prices第三个元素赋值
prices[2] = 34;
System.out.println("nums数组第三个元素为:"+nums[2]);//输出34

prices数组并没有初始化,但可以使用,执行prices = nums;后,他们指向相同的数组对象,是等价的,因此,修改prices的数组元素值,nums的也会随之改变。对于数组,只要让其指向有效的数组对象,即可使用该变量。

注意: 引用变量本质上是一个指针,只要通过引用变量访问属性或调用方法,该引用变量就会由它所引用的对象替换。

3.引用类型数组初始化

引用类型的数组元素依然是一用类型的,它存储的是引用,指向另一块内存,该内存中存储了引用变量所引用的对象(包括数组和java对象)。

定义一个Person类,用于定义改类型的数组:

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public class Person {
public int age;
public double height;

public void printInfo() {
System.out.println("年龄是:" + age + ", 身高是:" + height);
}
}

定义person数组:

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Person[] students;
students = new Person[2];
System.out.println("students数组长度:" + students.length);
Person zhang = new Person();
zhang.age = 12;
zhang.height = 158;

Person lee = new Person();
lee.age = 16;
lee.height = 161;

students[0] = zhang;
students[1] = lee;

//lee和students[1]指向同一个person的实例,以下两句执行效果一样
lee.printInfo();
students[1].printInfo();

上述数组内存分配图:

student数组的两个元素相当于两个引用,分别指向zhang和lee,lee和studentd[1]是指到同一个对象的,同一块内存,有相同的效果。

4.数组的使用

当定义一个数组,初始化后就相当于定义了多个相同类型的变量。通过索引使用数组元素时,可将其作为普通变量的使用。

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class Cat
{
double weight;
int age;
public Cat(double weight , int age)
{
this.weight = weight;
this.age = age;
}
}
public class ArrayTest
{
public static void main(String[] args)
{
// 定义,并动态初始化一个int[]数组
int[] pos = new int[5];
// 采用循环为每个数组元素赋值
for (int i = 0; i < pos.length ; i++ )
{
pos[i] = (i + 1) * 2;
}
// 对于pos数组的元素来说,用起来完全等同于普通变量
// 下面即可将数组元素的值赋给int变量,
// 也可将int变量的值赋给数组元素
int a = pos[1];
int b = 20;
pos[2] = b;
// 定义,并动态初始化一个Cat[]数组
Cat[] cats = new Cat[2];
cats[0] = new Cat(3.34, 2);
// 将cats数组的第1个元素的值赋给c1。
Cat c1 = cats[0];
Cat c2 = new Cat(4.3, 3);
// 将c2的值赋给cats数组的第2个元素
cats[1] = c2;
}
}

上述代码中,相关的内存分配图示意图:

5.多维数组

对于 int类型,添加 []后就是一个数组类型,若以int[]类型为已有类型,则增加一个[],int[][],也是一个数组类型。因此,所谓的多维数组,其数组元素依然是一个数组,即N维数组,是数组元素为N-1维数组的一维数组。
如下示例:

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int[][] a = new int[4][];
a[0] = new int[2];
a[0][1] = 6;

内存空间分配图:

如果将其扩展成三维数组,则6所对应的数组元素指向两一个数组。

多维数组的本质是一维数组。

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