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          java 數組

          Posted on 2007-04-23 11:06 chenweicai 閱讀(149) 評論(0)  編輯  收藏

          剛剛開始接觸java數組的人都會聽到一句類似的話:java是純面向對象的語言,他的數組也是一個對象。
          于是乎,我就按照一個對象的方式來使用數組,心安理得。直到我接觸到C的數組后,才發現將數組作為一個類來使用在實現上是多么的“不自然”。
          首先我們看一下表面現象,數組創建的時候采用的是如下語句:
          MyClass[] arr = new MyClass[9];
          而普通類采用的是如下語句:
          MyClass obj = new MyClass();
          就是說,創建數組的時候不使用小括號傳參。使得數組和普通類看起來就有很多不同,因為小括號里的參數是傳遞給構造方法的,進而讓人感覺數組類是沒有構造方法的。


          再往深了想,還有很多讓人感覺不自然的東西??梢钥隙ǖ氖?,java確實將數組作為了一個類來處理。還是用上面的例子說明:
          可以通過以下方法得到MyClass[]的Class實例:arr.getClass()或MyClass[].class。這樣,我就可以向數組類里面“窺探”了。
          Class clazz = MyClass[].class;
          System.out.println(clazz.getConstructors().length);
          打印出來的結果是0;證明數組類確實沒有構造方法。


          如果強行執行clazz.newInstance();就會得到下面的錯誤。
          java.lang.InstantiationException: [Larraytest.MyClass;
          證明數組類不能夠通過普通的反射方式來創建一個實例。


          再看看數組類的“廬山真面目”:
          System.out.println(clazz);
          輸出是:
          [Larraytest.MyClass

          對Java Class文件結構稍有了結就知道,這個字符串的意思就是一個元素類型為arraytest.MyClass的一維數組。也就是說,數組類型不是和普通類一樣,以一個全限定路徑名+類名來作為自己的唯一標示的,而是以[+一個或者多個L+數組元素類全限定路徑+類來最為唯一標示的。這個()也是數組和普通類的區別。而這個區別似乎在某種程度上說明數組和普通java類在實現上有很大區別。因為java虛擬機(java指令集)在處理數組類和普通類的時候,肯定會做出區分。我猜想,可能會有專門的java虛擬機指令來處理數組。

          既然我們可以得到數組的Class類實例,就說明肯定需要調用ClassLoader的defineClass(不一定非要是loadClass方法)方法,來構造一個Class實例。java虛擬機規范規定,任何一個可以被加載的類,如果其類文件存儲在文件系統上,那么一個*.class文件只能存儲一個類信息,也就是說,數組類的信息不可能以類文件的形式存儲在本地磁盤上(否則任意一個類都要配有255個數組類了.....),既然這樣,那就說明java虛擬機肯定內置了一塊用來聲明數組類的數據(不管是幾級數組)。這是符合java虛擬機規范的,規范規定class類數據可以來自任意介質,包括本地磁盤、網絡、數據庫、內存等等。

          分析到這里,我基本上可以肯定:java對數組對象化的操作的支持是指令級的,也就是說java虛擬機有專門針對數組的指令。數組的Class類實例是java虛擬機動態創建動態加載的,其結構與普通java類的Class實例有一些不同。


          JDK API中有一個java.lang.reflect.Array類,這個類提供了很多方法(絕大多數是native方法,這在另一個方面證明了java對數組的支持是專用指令支持的,否則用本地方法干嘛^_^),用來彌補我們對數組操作的局限性。
          下面這句話用來創建一個一維的、長度為10的、類型為arraytest.MyClass的數組:
          arraytest.MyClass[] arr = (arraytest.MyClass[]) Array.newInstance(arraytest.MyClass, 10);

          下面這句話用來創建一個二維的、3乘5的、類型為arraytest.MyClass的數組:
          int[] arrModel = new int[]{3,5};
          Object arrObj = Array.newInstance(Sub.class, arrModel);
          當然你可以用一個數組的引用指向上面的二維數組,這里我們用一個Object的引用指向他。
          使用的時候,我們也是可以利用Array類提供的方法來實現:

          System.out.println(Array.getLength(arrObj);//第一維長度為3
          System.out.println(Array.getLength(Array.get(arrObj, 2)));//第二維長度為5,這里如果寫3,就會得到你意想之中的java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

          打印結果是如我所想的:
          3
          5

          對于數組的Class類實例,還有一些奇怪的現象:
          在運行代碼java.lang.reflect.Field fieldarr = clazz.getField("length");的時候,會拋出異常:java.lang.NoSuchFieldException: length,這似乎在說數組類沒有length這個域,而這個域其實是我們用的最多的一個(也就是說這個域是肯定存在的)。我想關于數組的Class類實例、數組的實現等,還有很多“貓膩”在里面。

           
          順便說一句,java數組最多只能是255維的。這個讓人看到了C的影子,嘿嘿。

          “Java把數組當作一個java類來處理”說起來容易,用起來自然,但是細細想來,還是有很多不簡單的地方呀。 

           


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