Java数组与内存控制

一、Java数组初始化

           Java数组是静态的，即当数组被初始化之后，该数组的长度是不可变的。Java数组使用之前必须先对数组对象进行初始化，所谓初始化，就是为数组的所有元素分配内存空间，并为每个数组元素指定初始值。(文章来源于李刚老师的《突破java程序员的16课》)

1：基本类型数组的两种初始化方式

• 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。
• 动态初始化：初始化时程序员只指定数组长度，由系统为数组元素分配初始值。

        不要同时使用静态初始化和动态初始化，也就是说，不要在进行数组初始化时，既指定数组的长度，也为每个数组元素分配初始值。

Java的数组是静态的，一旦数组初始化完成，数组元素的内存空间分配即结束，程序只能改变数组元素的值，而无法改变数组的长度。Java的数组变量是一种引用类型的变量，数组变量并不是数组本身，它只是指向堆内存中的数组对象。因此，可以改变一个数组变量所引用的数组，这样可以造成数组长度可变的假象。

下面由一段程序来说明：

public class ArrayTest {    public static void main(String[] args) {        //采用静态初始化方式初始化第1个数组        String[] books = new String[]{                "疯狂java讲义",                "轻量级Java EE企业级应用实战",                "疯狂Ajax讲义",                "疯狂XML讲义"        } ;        //采用静态初始化的简化方式初始化第2个数组        String[] names = {            "孙悟空",            "猪八戒",            "白骨精"        };        //采用动态初始化方式初始化第3个数组        String[] strArr = new String[5];        //测试        System.out.println("第一个数组长度为："+books.length);        System.out.println("第二个数组长度为："+names.length);        System.out.println("第三个数组长度为："+strArr.length);                //让books数组变量，strArr数组变量指向names所引用的数组        books = names;        strArr = names;        System.out.println("------------------");        System.out.println("books数组长度为："+books.length);        System.out.println("strArr数组长度为："+strArr.length);        //改变books数组变量所引用的数组的第二个元素值        books[1] = "唐僧";        System.out.println("names数组的第二个元素为："+books[1]);    }}

下图表示的是3个引用变量和数组对象在内存中的分配情况：

从图中可以看出，原来books变量所引用的数组长度依然为4，但不再有任何引用变量引用该数组，因此它将会变成垃圾，等待回收机制回收。程序中3个变量同时引用同一个数组对象，因此当执行books[1] = "唐僧";时names数组的第二个数组的值也会改变。

二：数组一定要初始化吗？ 

...int[] nums = new int[]{12,32,34};//定义另一个数组变量int[] prices;//让prices数组指向nums所引用的数组prices = nums;...

执行了上面的代码后，prices变量已经指向有效的内存及一个长度为4的数组对象，程序可以使用prices变量了

三：基本类型数组的初始化

对于基本类型数组而言，数组元素的值直接存储在对应的数组元素中，因此基本类型数组的初始化比较简单：程序直接先为数组分配内存空间，再将数组元素的值存入对应内存里。

所有局部变量都是存放在栈内存里保存的，不管其是基本类型的变量，还是引用类型的变量，都是存储在各自的方法栈区中；但引用类型变量所引用的对象（数组、普通Java对象）则总是存储在堆内存中。

对于很多Java程序员而言，他们最容易混淆的是：引用类型变量何时只是栈内存中的变量本身，何时又变为引用实际的Java对象。其实规则很简单：引用变量本质上只是一个指针，只要程序通过引用变量访问属性，或者通过调用引用变量来调用方法，该引用变量将会由它所引用的对象代替。 

四：引用类型数组的初始化

引用类型数组的数组元素依然是引用类型的，因此数组元素里存储的还是引用，它指向另一块内存，这块内存里存储了该引用变量所引用的对象（包括数组和Java数组）。

五：使用数组

当数组引用变量指向一个有效的数组对象之后，程序就可以通过该数组引用变量来访问数组对象。Java语言不允许直接访问堆内存中的数据，因此无法直接访问堆内存中的数组对象，程序将通过数组引用变量来访问数组。

六：操作数组的工具类

Java提供了Arrays类里包含了一些static修饰方法可以直接操作数组

|-public static int binarySearch(byte[] a,byte key):

使用二分法查询key元素值在a数组中出现的索引；如果a数组不包含key元素值，则返回负数。调用该方法时要求数组中元素已经按升序排列，这样才能得到正确结果。

|-public static int binarySearch(byte[] a,int fromIndex, int toIndex,byte key)

搜索a数组中fromIndex到toIndex索引的元素。调用该方法时要求数组中元素已经按升序排列，这样才能得到正确结果。

|-public static byte[] copyOf(byte[] original,int newLength)

将会把original数组复制成一个新数组，其中length是新数组的长度。如果length小于original数组的长度，则新数组就是原数组的前面length个元素；如果length大于original数组的长度，则新数组的前面元素就是原数组的所有元素，后面补充0（数值型）、false（布尔型）、或者null（引用型）。

|-public static boolean[] copyOfRange(boolean[] original,int from,int to)

这个方法只复制original数组的from索引到to索引的元素。

|-public static boolean equals(byte[] a, byte[] a2)

如果a数组a2数组的长度相等，而且a数组和a2数组的数组元素也一一相同，该方法将返回true、

|-void fill(type[]a ,type val)
该方法将会把a数组所有元素值都赋值为val。

|-void fill(type[] a, index fromIndex, int toIndex, type val)

区别只是该方法仅仅将a数组的fromIndex到toIndex索引的数组元素赋值为val

|-void sort(type[] a):

该方法对a数组的数组元素进行排序

|-void sort(type[] a,int fromIndex,int toIndex)

区别是该方法仅仅对fromIndex到toIndex。

|-String toString(type[] a)

该方法将一个数组转换成一个字符串