Java数组的创建、初始化、内存存放及Arraylist扩容机制

一、数组的特殊之处

1.数组与其他种类的容器的区别：

在java编程思想一书中，将集合和map称为容器。数组与其他种类的容器的区别主要有三方面：
（1）效率：java中的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。数组就是一个简单的线性序列，这使得元素访问非常快速。但是为这种速度所付出的代价是数组对象的大小被固定（数组的length属性），并且在其生命周期中不能改变。（你只能用一个大数组去接收小的数组）

（2）类型：**在泛型之前，其他的容器类在处理对象时，都将它们视作没有任何具体类型。也就是说，它们在存储这些对象时都将这些对象当作java中所有类的根类Object处理，而在从容器中取对象时，需要把存储的Object类型转换成它原本的类型，这会浪费资源和时间，这也是为什么出现泛型的原因。**数组之所以优于泛型之前的容器，就是因为你可以创建一个数组去持有某种具体类型。这意味着你可以通过编译期检查，来防止插入错误类型和抽取不当类型。

（3）保存基本类型的能力：数组可以持有基本类型，而泛型之前的容器则不能。（并且现在有了泛型的容器也并不能持有基本类型，但容器能够持有基本类型的包装类，只是因为有了自动包装机制，使得容器看起来能够持有基本类型）

ps：自动包装是指基本类型和它的包装类之间的自动转换。基本类型自动封装成它的包装类的过程称为装箱，反之称为拆箱

2.可以自动变换大小的“数组”

如果你希望拥有一个可以自动变换大小，并保有原先数据，且能通过下表访问元素的“数组”，你可以使用Arraylist。

首先你需要了解ArrayList的两个属性：容量、大小
通过一段代码来告诉你

public class TestArrayList {
public static void main(String[] args) {
// 创建3个ArrayList 一个不传入初始容量，一个初始容量为20 一个初始容量为5
ArrayList arrayList1 = new ArrayList();
ArrayList arrayList2 = new ArrayList(20);
ArrayList arrayList3 = new ArrayList(5);
// 打印arrayList1的大小（size）
System.out.println("未加入数据的arrayList1的size为："+arrayList1.size());
// 打印arrayList2的大小（size）
System.out.println("未加入数据的arrayList2的size为："+arrayList2.size());
// 打印arrayList2的大小（size）
System.out.println("未加入数据的arrayList3的size为："+arrayList3.size());

// 往arrayList1里添加5个元素
for (int i = 0; i <5; i++) {
arrayList1.add(i);
}
// 往arrayList2中添加15个元素
for (int j = 0; j <15; j++) {
arrayList2.add(j);
}
// 再打印arrayList1的大小
System.out.println("已加入数据的arrayList1的size为："+arrayList1.size());
// 再打印arrayList2的大小
System.out.println("已加入数据的arrayList1的size为："+arrayList2.size());

// 往arrayList3中添加10个元素
for (int k = 0; k <10; k++) {
arrayList3.add(k);
}
// 打印一下arrayList3中的数据
System.out.print("arrayList3中的数据为：");
for (Object obj : arrayList3) {
System.out.print(obj.toString()+",");
}
System.out.println();
// 打印arrayList3的size
System.out.println("加入数据后arrayList3的size为："+arrayList3.size());
}
}


打印结果：结论：

1：创建ArrayList时，可以直接指定容量，也可以不直接指定容量（此时默认容量为10）
2：ArrayList的容量和ArrayList的size（大小没有关系），size指的是实际存储的元素的数量，容量是当前ArrayList可以容纳的元素的数量（当超过容量时，容量会自动扩容为原先的1.5倍）

思考一个问题：

代码中有ArrayList arrayList2 = new ArrayList(20);请问arrayList2 扩容了几次？

这里很多人会误以为，默认初始容量为10，一次扩容达到15，两次扩容才能满足要求。所以选择或者回答了两次。其实并不是这样，当你为它指定初始容量时，它的初始容量就是你指定的大小，所里这里没有进行扩容，答案为0次

二、数组的创建及初始化

1.一维数组的创建：
数组的创建有两种方式：
（1）创建的时候直接初始化元素和长度：

public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {1,2,5,7};
System.out.println(array.length);
// 打印值为4
}
}


数组在创建的时候，数组中的元素已经被确定，数组的长度length也被确定了。数组的length就是你添加的元素的个数。

(2)创建的时候只初始化数组的长度：

public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[10];
System.out.println(array.length);
// 输出得到length为10
System.out.println(array[0]);
// 访问数组的第一个元素，索引下标从0开始 得到值为0；
}
}


可以看到数组在创建的时候只初始化了数组的长度length，此时数组中的每个索引会有一个默认值（详细会在下面介绍）

2.数组的长度：
数组的长度：length是数组的初始属性，在数组被创建的时候就会被确定。

3.基本类型的数组初始化：

public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
// 数值型之整形
byte[] bytearr = new byte[10];
System.out.println("byte类型的数组初始化值为：" + bytearr[0]);
short[] shortarr = new short[10];
System.out.println("short类型的数组初始化值为：" + shortarr[0]);
int[] intarr = new int[10];
System.out.println("int类型的数组初始化值为：" + intarr[0]);
long[] lOngarr= new long[10];
System.out.println("long类型的数组初始化值为：" + longarr[0]);
// 数值型之浮点型
float[] floatarr = new float[10];
System.out.println("float类型的数组初始化值为：" + floatarr[0]);
double[] doublearr = new double[10];
System.out.println("double类型的数组初始化值为：" + doublearr[0]);
// 字符型
char[] chararr = new char[10];
System.out.println("char类型的数组初始化值为：" + chararr[0]);
// 布尔型
boolean[] booleanarr = new boolean[10];
System.out.println("boolean类型的数组初始化值为：" + booleanarr[0]);

}
}


打印结果为：
结论：数值型的自动初始化为0，字符型(char)自动初始化为(char)O,这里打印不显示，字符型的自动初始化为false。

4.引用类型的数组的初始化：

在这public class TestStringArr {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个length为10的String类型数组
String[] str = new String[10];
// 打印数组的第一个元素的初始值
System.out.println(str[0]);
}
}
打印结果为：null


结论：
引用类型的数组中的元素自动初始化为null，这个null代表不指向任何对象。

三、数组在内存中的存放

1. 无论使用哪种类型的数组，数组标识符其实只是一个引用，指向在堆中创建的一个真实对象，这个（数组）对象用以保存指向其他对象的引用。

2. 对象数组和基本类型数组在使用上几乎是相同的，唯一 区别就是对象数组保存的是引用，基本类型数组直接保存基本类型的值。

3. 数组标识符(数组名)代表的是数组所占存储区的首地址，其值不可改变。

四、多维数组

1.多维数组的创建：
多维数组的创建很方便。对于基本数据类型的多维数组，可以通过使用花括号将每个向量分割开。

/*
* 请原谅我的命名，工作中命名已经让我很痛苦了，所以这里希望您能理解
*/
public class TestErWeiShuZu {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个二维数组并直接初始化元素和长度
int[][] array = {
{2,5,3,4},{7,8,6,9}};
// 创建一个二维数组只初始化长度 这里详细罗列一下创建方式
int[][] array1 = new int[10][10];
int[][] array2 = new int[10][];
int[] array3[] = new int[10][];
int array4[][] = new int[10][];
}
}


解释：多维数组的创建方式和一维数组的几乎相同，唯一的区别就是，二维数组的第一维的长度需要确定，而二维的长度确不确定都可以。这是为了使得二维数组的长度可以有不同，后期添加的时候，往里面放的是数组。

2.多维数组的初始化：

和一维数组的初始化值是相同的。

3.多维数组的访问：
使用双重for循环可以访问

/*
* 请原谅我的命名，工作中命名已经让我很痛苦了，所以这里希望您能理解
*/
public class TestErWeiShuZu {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个二维数组
int[] [] array1 = new int[10][5];
for (int i = 0; i System.out.println();
for (int j = 0; j System.out.print(array1[i][j]+" ");
}
}
}
}


打印结果为：

还会更新一些数组的操纵类和方法等
未完待续，有什么需要了解的可以评论。