Java数组及其内存分配


[日期:2013-03-28]

作者:xiaoxuetu

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几乎所有的程序设计语言都支持数组。Java也不例外。当我们需要多个类型相同的变量的时候,就考虑定义一个数组。在Java中,数组变量是引用类型的变量,同时因为Java是典型的静态语言,因此它的数组也是静态的,所以想要使用就必须先初始化(为数组对象的元素分配空间)。

1.数组的初始化方式及其内存分配

对于Java数组的初始化,有以下两种方式,这也是面试中经常考到的经典题目:

  1. 静态初始化:初始化时由程序员显式指定每个数组元素的初始值,由系统决定数组长度,如:
1 //只是指定初始值,并没有指定数组的长度,但是系统为自动决定该数组的长度为4
2 String[] computers = {"Dell", "Lenovo", "Apple", "Acer"};  //①
3 //只是指定初始值,并没有指定数组的长度,但是系统为自动决定该数组的长度为3
4 String[] names = new String[]{"多啦A梦", "大雄", "静香"};  //②
  1. 动态初始化:初始化时由程序员显示的指定数组的长度,由系统为数据每个元素分配初始值,如:
1 //只是指定了数组的长度,并没有显示的为数组指定初始值,但是系统会默认给数组数组元素分配初始值为null
2 String[] cars = new String[4];  //③

前面提到,因为Java数组变量是引用类型的变量,所以上述几行初始化语句执行后,三个数组在内存中的分配情况如下图所示:

Java数组溢出异常处理 java数组占用内存_数组的存储

由上图可知,静态初始化方式,程序员虽然没有指定数组长度,但是系统已经自动帮我们给分配了,而动态初始化方式,程序员虽然没有显示的指定初始化值,但是因为Java数组是引用类型的变量,所以系统也为每个元素分配了初始化值null,当然不同类型的初始化值也是不一样的,假设是基本类型int类型,那么为系统分配的初始化值也是对应的默认值0。

对于多维数组,假设有这么一段代码:



1 int[][] nums = new int[2][2];2 nums[0][1] = 2;



那么他在内存中的分配情况如下:

Java数组溢出异常处理 java数组占用内存_Java数组溢出异常处理_02

由上图可知,并没有真正的多维数组,它的本质其实是一维数组。


Java数组溢出异常处理 java数组占用内存_Java数组溢出异常处理_03

2.数组比较特殊,它是属于数组原本类型的一个特殊子类

我们先看一段代码:

/**
   * 重载了info方法的Test类
   * @ClassName: Test 
   * @author 小学徒
   * @date 2013-3-27
   */
  public class Test{
     
     //info方法一
     public void info(Object o, double count) {
         System.out.println("object o");
     }
     
     //info方法二
     public void info(Object[] o, double count) {
         System.out.println("object[] o");
     }
     public static void main(String[] args) {
         //我们看看,如果第一个形参为null,他到底会匹配哪一个方法呢?
         new Test().info(null, 0);
     }
  }

究竟会匹配哪一个方法呢?我们看一下运行结果:


很奇怪,为什么是object[] o而不是object o呢?

Java方法重载后的匹配规则:如果某个方法的形参要求参数范围越小,那么这个方法就越精确

根据这个规则得出,Object[] o的要求参数范围比Objec o 要求参数范围更小,我就猜测,Object[] o是不是Object o的子类呢?于是我写了以下代码进行验证:

/**
   * 使用instanceof有以下三个条件:
   * 1.两类相同 : true
   * 2.前者是后者的父类 : false
   * 3.前者是后者的子类 : true
   * @ClassName: ArrayTest 
   * @author 黄健基
   * @date 2013-3-27
   */
  public class ArrayTest {
     public static void main(String[] args) {
         Object[] a = new Object[1];
         Object b = new Object();
         System.out.println(a instanceof Object);    //看看Object[]到底是不是属于Object类型
         System.out.println(b instanceof Object[]);
     }
  }

结果运行结果是:


根据输出结果和instanceof的使用条件,我们可以得出,Object[] a 是属于Object b的子类;

换句话说,数组比较特殊,它是属于数组原本类型的一个特殊子类。因此Object[] o的要求参数范围比Objec o 要求参数范围更小,在运行Test类的时候,匹配的方法是public void info(Object[] o, double count)。