Java编程思想:数组初始化

在C中初始化数组极易出错，而且相当麻烦。C++通过“集合初始化”使其更安全。Java则没有象C++那样的“集合”概念，因为Java中的所有东西都是对象。但它确实有自己的数组，通过数组初始化来提供支持。

数组代表一系列对象或者基本数据类型，所有相同的类型都封装到一起——采用一个统一的标识符名称。数组的定义和使用是通过方括号索引运算符进行的（[]）。为定义一个数组，只需在类型名后简单地跟随一对空方括号即可：

int[] al; 

也可以将方括号置于标识符后面，获得完全一致的结果：

int al[]; 

这种格式与C和C++程序员习惯的格式是一致的。然而，最“通顺”的也许还是前一种语法，因为它指出类型是“一个int数组”。

编译器不允许我们告诉它一个数组有多大。这样便使我们回到了“句柄”的问题上。此时，我们拥有的一切就是指向数组的一个句柄，而且尚未给数组分配任何空间。为了给数组创建相应的存储空间，必须编写一个初始化表达式。对于数组，初始化工作可在代码的任何地方出现，但也可以使用一种特殊的初始化表达式，它必须在数组创建的地方出现。这种特殊的初始化是一系列由花括号封闭起来的值。存储空间的分配（等价于使用new）将由编译器在这种情况下进行。例如：

int[] a1 = { 1, 2, 3, 4, 5 }; 

那么为什么还要定义一个没有数组的数组句柄呢？ int[] a2;

事实上在Java中，可将一个数组分配给另一个，所以能使用下述语句：

a2 = a1; 

我们真正准备做的是复制一个句柄，就象下面演示的那样：

//: Arrays.java 
// Arrays of primitives. 
 
public class Arrays { 
 public static void main(String[] args) { 
 int[] a1 = { 1, 2, 3, 4, 5 }; 
 int[] a2; a2 = a1; 
 for(int i = 0; i < a2.length; i++) 
 a2[i]++; 
 for(int i = 0; i < a1.length; i++) 
 prt("a1[" + i + "] = " + a1[i]); 
 } 
static void prt(String s) { 
 System.out.println(s); 
 } 
} ///:~ 

大家看到a1获得了一个初始值，而a2没有；a2将在以后赋值——这种情况下是赋给另一个数组。

这里也出现了一些新东西：所有数组都有一个本质成员（无论它们是对象数组还是基本类型数组），可对其进行查询——但不是改变，从而获知数组内包含了多少个元素。这个成员就是length。与C和C++类似，由于Java数组从元素0开始计数，所以能索引的最大元素编号是“length-1”。如超出边界，C和C++会“默默”地接受，并允许我们胡乱使用自己的内存，这正是许多程序错误的根源。然而，Java可保留我们这受这一问题的损害，方法是一旦超过边界，就生成一个运行期错误（即一个“违例”）。当然，由于需要检查每个数组的访问，所以会消耗一定的时间和多余的代码量，而且没有办法把它关闭。这意味着数组访问可能成为程序效率低下的重要原因——如果它们在关键的场合进行。但考虑到因特网访问的安全，以及程序员的编程效率，Java设计人员还是应该把它看作是值得的。

程序编写期间，如果不知道在自己的数组里需要多少元素，那么又该怎么办呢？此时，只需简单地用new在数组里创建元素。在这里，即使准备创建的是一个基本数据类型的数组，new也能正常地工作（new不会创建非数组的基本类型）：

//: ArrayNew.java 
// Creating arrays with new. 
import java.util.*; 
 
public class ArrayNew { 
 static Random rand = new Random(); 
 static int pRand(int mod) { 
 return Math.abs(rand.nextInt()) % mod + 1; 
 } 
 public static void main(String[] args) { 
 int[] a; 
 a = new int[pRand(20)]; 
 prt("length of a = " + a.length); 
 for(int i = 0; i < a.length; i++) 
 prt("a[" + i + "] = " + a[i]); 
 } 
 static void prt(String s) { 
 System.out.println(s); 
 } 
} ///:~ 

由于数组的大小是随机决定的（使用早先定义的pRand()方法），所以非常明显，数组的创建实际是在运行期间进行的。除此以外，从这个程序的输出中，大家可看到基本数据类型的数组元素会自动初始化成“空” 值（对于数值，空值就是零；对于char，它是null；而对于boolean，它却是false）。

当然，数组可能已在相同的语句中定义和初始化了，如下所示：

int[] a = new int[pRand(20)]; 

若操作的是一个非基本类型对象的数组，那么无论如何都要使用new。在这里，我们会再一次遇到句柄问题，因为我们创建的是一个句柄数组。请大家观察封装器类型Integer，它是一个类，而非基本数据类型：

//: ArrayClassObj.java 
// Creating an array of non-primitive objects. import java.util.*; 
 
public class ArrayClassObj { 
 static Random rand = new Random(); 
 static int pRand(int mod) { 
 return Math.abs(rand.nextInt()) % mod + 1; 
 } 
public static void main(String[] args) { 
 Integer[] a = new Integer[pRand(20)]; 
 prt("length of a = " + a.length); 
 for(int i = 0; i < a.length; i++) { 
 a[i] = new Integer(pRand(500)); prt("a[" + i + "] = " + a[i]); 
 } 
 } 
static void prt(String s) { 
 System.out.println(s); 
 } 
} ///:~ 

在这儿，甚至在new调用后才开始创建数组：

Integer[] a = new Integer[pRand(20)]; 

它只是一个句柄数组，而且除非通过创建一个新的Integer对象，从而初始化了对象句柄，否则初始化进程不会结束：

a[i] = new Integer(pRand(500)); 

但若忘记创建对象，就会在运行期试图读取空数组位置时获得一个“违例”错误。

下面让我们看看打印语句中String对象的构成情况。大家可看到指向Integer对象的句柄会自动转换，从而产生一个String，它代表着位于对象内部的值。亦可用花括号封闭列表来初始化对象数组。可采用两种形式，第一种是Java 1.0允许的唯一形式。第二种（等价）形式自Java 1.1才开始提供支持：

//: ArrayInit.java 
// Array initialization 
 
public class ArrayInit { 
 public static void main(String[] args) { 
 Integer[] a = { 
 new Integer(1), new Integer(2), new Integer(3), 
 }; 
 
 // Java 1.1 only: 
 Integer[] b = new Integer[] { 
 new Integer(1), new Integer(2), new Integer(3), 
 }; 
 } 
} ///:~ 

这种做法大多数时候都很有用，但限制也是最大的，因为数组的大小是在编译期间决定的。初始化列表的最后一个逗号是可选的（这一特性使长列表的维护变得更加容易）。

数组初始化的第二种形式（Java 1.1开始支持）提供了一种更简便的语法，可创建和调用方法，获得与C的 “变量参数列表”（C通常把它简称为“变参表”）一致的效果。这些效果包括未知的参数（自变量）数量以及未知的类型（如果这样选择的话）。由于所有类最终都是从通用的根类Object中继承的，所以能创建一个方法，令其获取一个Object数组，并象下面这样调用它：

//: VarArgs.java 
// Using the Java 1.1 array syntax to create 
// variable argument lists 
 
class A { 
 int i; 
} 
 
public class VarArgs { 
 static void f(Object[] x) { 
 for(int i = 0; i < x.length; i++) 
 System.out.println(x[i]); 
 } 
 public static void main(String[] args) { 
 f(new Object[] { 
 new Integer(47), new VarArgs(), new Float(3.14), new Double(11.11) }); 
 f(new Object[] {"one", "two", "three" }); f(new Object[] {new A(), new A(), new A()}); 
 } 
} ///:~ 

此时，我们对这些未知的对象并不能采取太多的操作，而且这个程序利用自动String转换对每个Object做一些有用的事情。下面我还会介绍如何调查这类对象的准确类型，使自己能对它们做一些有趣的事情。