Question

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（注释⑥）。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”。本书将沿用那种格式。

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”，这是第 9 章的主题）。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。在第 11 章（运行期类型标识或 RTTI），大家还会学习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。