Java到底有没有多维数组?

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Java 中没有多维数组的概念,从数组底层的运行机制上来看 Java 没有多维数组,但是 Java 提供了支持多维数组的语法,可以实现多维数组的功能。

Java 语言里的数组类型是引用类型,因此数组变量其实是一个引用,这个引用指向真实的数组内存。数组元素的类型也可以是引用,如果数组元素的引用再次指向真实的数组内存,这种情形看上去很像多维数组。

定义数组类型的语法type[] arrName;是典型的一维数组的定义语法,其中 type 是数组元素的类型。如果希望数组元素也是一个引用,而且是指向 int 数组的引用,则可以把 type 具体成 int[](前面已经指出,int[] 就是一种类型,int[] 类型的用法与普通类型并无任何区别),那么上面定义数组的语法就是int[][] arrName

如果把 int 这个类型扩大到 Java 的所有类型(不包括数组类型),则出现了定义二维数组的语法:

type[][] arrName;

Java 语言采用上面的语法格式来定义二维数组,但它的实质还是一维数组,只是其数组元素也是引用,数组元素里保存的引用指向一维数组。

接着对这个“二维数组”执行初始化,同样可以把这个数组当成一维数组来初始化,把这个“二维数组”当成一个一维数组,其元素的类型是 type[] 类型,则可以采用如下语法进行初始化:

arrName = new type[length][]

上面的初始化语法相当于初始化了一个一维数组,这一维数组的长度是 length。同样,因为这个一维数组的数组元素是引用类型(数组类型)的,所以系统为每个数组元素都分配初始值:null。

这个二维数组实际上完全可以当成一维数组使用:使用new type[length]初始化一维数组后,相当于定义了 length 个 type 类型的变量。类似的,使用new type[length][]初始化这个数组后,相当于定义了 length 个 type[] 类型的变量。当然,这些 type[] 类型的变量都是数组类型,因此必须再次初始化这些数组。

下面程序示范了如何把二维数组当成一维数组处理。

public class TwoDimensionTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个二维数组
        int[][] a;
        // 把a当成一维数组进行初始化,初始化a是一个长度为4的数组
        // a数组的数组元素又是引用类型
        a = new int[4][];
        // 把a数组当成一维数组,遍历a数组的每个数组元素
        for (int i = 0, len = a.length; i < len; i++) {
            System.out.println(a[i]); // 输出 null null null null
        }
        // 初始化a数组的第一个元素
        a[0] = new int[2];
        // 访问a数组的第一个元素所指数组的第二个元素
        a[0][1] = 6;
        // a数组的第一个元素是一个一维数组,遍历这个一维数组
        for (int i = 0, len = a[0].length; i < len; i++) {
            System.out.println(a[0][i]); // 输出 0 6
        }
    }
}

上面程序中粗体字代码部分把 a 这个二维数组当成一维数组处理,只是每个数组元素都是 null,所以看到输出结果都是 null。下面结合示意图来说明这个程序的执行过程。

程序中代码int[][] a;将在栈内存中定义一个引用变量,这个变量并未指向任何有效的内存空间,此时的堆内存中还未为这行代码分配任何存储区。

程序中代码a = new int[4][];对 a 数组执行初始化,这行代码让 a 变量指向一块长度为 4 的数组内存,这个长度为 4 的数组里每个数组元素都是引用类型(数组类型),系统为这些数组元素分配默认的初始值:null。此时 a 数组在内存中的存储示意图如图 1 所示。

将二维数组当成一维数组初始化的存储示意图
图 1  将二维数组当成一维数组初始化的存储示意图

本文标题:Java到底有没有多维数组?

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