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 “哥，我看你之前的文章里提到，ArrayList 的內(nèi)部是用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，我就對數(shù)組非常感興趣，想深入地了解一下，今天終于到這個(gè)環(huán)節(jié)了，好期待呀!”三妹的語氣里顯得很興奮。

“的確是的，看 ArrayList 的源碼就一清二楚了。”我一邊說，一邊打開 Intellij IDEA，并找到了 ArrayList 的源碼。

/** 
 * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. 
 * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any 
 * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 
 * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added. 
 */ 
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access 
 
/** 
 * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). 
 * 
 * @serial 
 */ 
private int size; 

“瞧見沒?Object[] elementData 就是數(shù)組。”我指著顯示屏上這串代碼繼續(xù)說。

數(shù)組是一個(gè)對象，它包含了一組固定數(shù)量的元素，并且這些元素的類型是相同的。數(shù)組會(huì)按照索引的方式將元素放在指定的位置上，意味著我們可以通過索引來訪問這些元素。在 Java 中，索引是從 0 開始的。

“哥，能說一下為什么索引從 0 開始嗎?”三妹突然這個(gè)話題很感興趣。

“哦，Java 是基于 C/C++ 語言實(shí)現(xiàn)的，而 C 語言的下標(biāo)是從 0 開始的，所以 Java 就繼承了這個(gè)良好的傳統(tǒng)習(xí)慣。C語言有一個(gè)很重要概念，叫做指針，它實(shí)際上是一個(gè)偏移量，距離開始位置的偏移量，第一個(gè)元素就在開始的位置，它的偏移量就為 0，所以索引就為 0。”此刻，我很自信。

“此外，還有另外一種說法。早期的計(jì)算機(jī)資源比較匱乏，0 作為起始下標(biāo)相比較于 1 作為起始下標(biāo)，編譯的效率更高。”

“哦。”三妹意味深長地點(diǎn)了點(diǎn)頭。

我們可以將數(shù)組理解為一個(gè)個(gè)整齊排列的單元格，每個(gè)單元格里面存放著一個(gè)元素。

數(shù)組元素的類型可以是基本數(shù)據(jù)類型(比如說 int、double)，也可以是引用數(shù)據(jù)類型(比如說 String)，包括自定義類型。

數(shù)組的聲明方式分兩種。

先來看第一種：

int[] anArray; 

再來看第二種：

int anOtherArray[]; 

不同之處就在于中括號(hào)的位置，是跟在類型關(guān)鍵字的后面，還是跟在變量的名稱的后面。前一種的使用頻率更高一些，像 ArrayList 的源碼中就用了第一種方式。

同樣的，數(shù)組的初始化方式也有多種，最常見的是：

int[] anArray = new int[10]; 

看到了沒?上面這行代碼中使用了 new 關(guān)鍵字，這就意味著數(shù)組的確是一個(gè)對象，只有對象的創(chuàng)建才會(huì)用到 new 關(guān)鍵字，基本數(shù)據(jù)類型是不用的。然后，我們需要在方括號(hào)中指定數(shù)組的長度。

這時(shí)候，數(shù)組中的每個(gè)元素都會(huì)被初始化為默認(rèn)值，int 類型的就為 0，Object 類型的就為 null。不同數(shù)據(jù)類型的默認(rèn)值不同，可以參照之前的文章。

另外，還可以使用大括號(hào)的方式，直接初始化數(shù)組中的元素：

int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 

這時(shí)候，數(shù)組的元素分別是 1、2、3、4、5，索引依次是 0、1、2、3、4，長度是 5。

“哥，怎么訪問數(shù)組呢?”三妹及時(shí)地插話到。

前面提到過，可以通過索引來訪問數(shù)組的元素，就像下面這樣：

anArray[0] = 10; 

變量名，加上中括號(hào)，加上元素的索引，就可以訪問到數(shù)組，通過“=”操作符可以對元素進(jìn)行賦值。

如果索引的值超出了數(shù)組的界限，就會(huì)拋出 ArrayIndexOutOfBoundException。

既然數(shù)組的索引是從 0 開始，那就是到數(shù)組的 length - 1 結(jié)束，不要使用超出這個(gè)范圍內(nèi)的索引訪問數(shù)組，就不會(huì)拋出數(shù)組越界的異常了。

當(dāng)數(shù)組的元素非常多的時(shí)候，逐個(gè)訪問數(shù)組就太辛苦了，所以需要通過遍歷的方式。

第一種，使用 for 循環(huán)：

int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 
for (int i = 0; i < anOtherArray.length; i++) { 
    System.out.println(anOtherArray[i]); 
} 

通過 length 屬性獲取到數(shù)組的長度，然后從 0 開始遍歷，就得到了數(shù)組的所有元素。

第二種，使用 for-each 循環(huán)：

for (int element : anOtherArray) { 
    System.out.println(element); 
} 

如果不需要關(guān)心索引的話(意味著不需要修改數(shù)組的某個(gè)元素)，使用 for-each 遍歷更簡潔一些。當(dāng)然，也可以使用 while 和 do-while 循環(huán)。

在 Java 中，可變參數(shù)用于將任意數(shù)量的參數(shù)傳遞給方法，來看 varargsMethod() 方法：

void varargsMethod(String... varargs) {} 

該方法可以接收任意數(shù)量的字符串參數(shù)，可以是 0 個(gè)或者 N 個(gè)，本質(zhì)上，可變參數(shù)就是通過數(shù)組實(shí)現(xiàn)的。為了證明這一點(diǎn)，我們可以看一下反編譯一后的字節(jié)碼：

public class VarargsDemo 
{ 
 
    public VarargsDemo() 
    { 
    } 
 
    transient void varargsMethod(String as[]) 
    { 
    } 
} 

所以，我們其實(shí)可以直接將數(shù)組作為參數(shù)傳遞給該方法：

VarargsDemo demo = new VarargsDemo(); 
String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員"}; 
demo.varargsMethod(anArray); 

也可以直接傳遞多個(gè)字符串，通過逗號(hào)隔開的方式：

demo.varargsMethod("沉默王二", "一枚有趣的程序員"); 

在 Java 中，數(shù)組與 List 關(guān)系非常密切。List 封裝了很多常用的方法，方便我們對集合進(jìn)行一些操作，而如果直接操作數(shù)組的話，有很多不便，因?yàn)閿?shù)組本身沒有提供這些封裝好的操作，所以有時(shí)候我們需要把數(shù)組轉(zhuǎn)成 List。

“怎么轉(zhuǎn)呢?”三妹問到。

最原始的方式，就是通過遍歷數(shù)組的方式，一個(gè)個(gè)將數(shù)組添加到 List 中。

int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 
 
List<Integer> aList = new ArrayList<>(); 
for (int element : anArray) { 
    aList.add(element); 
} 

更優(yōu)雅的方式是通過 Arrays 類的 asList() 方法：

List<Integer> aList = Arrays.asList(anArray); 

但需要注意的是，該方法返回的 ArrayList 并不是 java.util.ArrayList，它其實(shí)是 Arrays 類的一個(gè)內(nèi)部類：

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 
        implements RandomAccess, java.io.Serializable{} 

如果需要添加元素或者刪除元素的話，需要把它轉(zhuǎn)成 java.util.ArrayList。

new ArrayList<>(Arrays.asList(anArray)); 

Java 8 新增了 Stream 流的概念，這就意味著我們也可以將數(shù)組轉(zhuǎn)成 Stream 進(jìn)行操作。

String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員", "好好珍重他"}; 
Stream<String> aStream = Arrays.stream(anArray); 

如果想對數(shù)組進(jìn)行排序的話，可以使用 Arrays 類提供的 sort() 方法。

基本數(shù)據(jù)類型按照升序排列

實(shí)現(xiàn)了 Comparable 接口的對象按照 compareTo() 的排序

來看第一個(gè)例子：

int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8}; 
Arrays.sort(anArray); 

排序后的結(jié)果如下所示：

[1, 2, 4, 5, 8] 

來看第二個(gè)例子：

String[] yetAnotherArray = new String[] {"A", "E", "Z", "B", "C"}; 
Arrays.sort(yetAnotherArray, 1, 3, 
                Comparator.comparing(String::toString).reversed()); 

只對 1-3 位置上的元素進(jìn)行反序，所以結(jié)果如下所示：

[A, Z, E, B, C] 

有時(shí)候，我們需要從數(shù)組中查找某個(gè)具體的元素，最直接的方式就是通過遍歷的方式：

int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8}; 
for (int i = 0; i < anArray.length; i++) { 
    if (anArray[i] == 4) { 
        System.out.println("找到了 " + i); 
        break; 
    } 
} 

上例中從數(shù)組中查詢元素 4，找到后通過 break 關(guān)鍵字退出循環(huán)。

如果數(shù)組提前進(jìn)行了排序，就可以使用二分查找法，這樣效率就會(huì)更高一些。Arrays.binarySearch() 方法可供我們使用，它需要傳遞一個(gè)數(shù)組，和要查找的元素。

int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 
int index = Arrays.binarySearch(anArray, 4); 

“除了一維數(shù)組，還有二維數(shù)組，三妹你可以去研究下，比如說用二維數(shù)組打印一下楊輝三角。”說完，我就去陽臺(tái)上休息了，留三妹在那里學(xué)習(xí)，不能打擾她。

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