深入分析Java中的length和length()

在开始正文之前,请你快速回答如下问题:

在不使用任何带有自动补全功能IDE的情况下,如何获取一个数组的长度?以及,如何获取一个字符串的长度?

这个问题我问过不同水平的程序员,包括初级和中级水平的。他们都不能准确而自信地回答这个问题(如果你能很准确很自信的回答这个问题,那么证明针对这一知识点你比大多数中级程序员掌握的好)。由于现在很多IDE都有代码补全功能,这使得开发人员在很多问题上都理解的很肤浅。本文将介绍几个关于Java数组的关键概念。

上面问题的正确回答姿势应该是这样的:

int[] arr = new int[3];
System.out.println(arr.length);//使用length获取数组的程度

String str = "abc";
System.out.println(str.length());//使用length()获取字符串的长度

那么问题来了,为什么数组有length属性,而字符串没有?或者,为什么字符串有length()方法,而数组没有?

为什么数组有length属性?

首先,数组是一个容器对象(Java中的数组是对象吗?),其中包含固定数量的同一类型的值。一旦数组被创建,他的长度就是固定的了。数组的长度可以作为final实例变量的长度。因此,长度可以被视为一个数组的属性。

有两种创建数组的方法:1、通过数组表达式创建数组。2、通过初始化值创建数组。无论使用哪种方式,一旦数组被创建,其大小就固定了。

使用表达式创建数组方式如下,该方式指明了元素类型、数组的维度、以及至少一个维度的数组的长度。

该声明方式是符合要求的,因为他指定了一个维度的长度(该数组的类型为int,维度为2,第一维度的长度为3)

int[][] arr = new int[3][];

使用数组初始化的方式创建数组时需要提供所有的初始值。形式是使用{}将所有初始值括在一起并用,隔开。

int[] arr = {1,2,3};

注:

这里可能会有一个疑问,既然数组大小是初始化时就规定好的,那么int[][] arr = new int[3][];定义的数组并没有给出数组的第二维的大小,那么这个arr的长度到底是如何“规定好”的呢?

其实,arr的长度就是3。其实Java中所有的数组,无论几维,其实都是一维数组。例如arr,分配了3个空间,每个空间存放一个一维数组的地址,这样就成了“二维”数组。但是对于arr来说,他的长度就是3。

int[][] a=new int[3][];
System.out.println(a.length);//3
int[][] b=new int[3][5];
System.out.println(b.length);//3

Java中为什么没有定义一个类似String一样Array类

因为数组也是对象,所以下面的代码也是合法的:

Object obj = new int[10];

数组包含所有从Object继承下来方法(Java中数组的继承关系),除clone()之外。为什么没有一个array类呢?在Java中没有Array.java文件。一个简单的解释是它被隐藏起来了(注:Java中的数组有点类似于基本数据类型,是一个内建类型,并没有实际的类与他对应)。你可以思考这样一个问题——如果有一个Array类,那它会像什么样?它会仍然需要一个数组来存放所有的数组元素,对吗?因此,定义出一个Array类不是一个好的主意。(译者注:这里可能有点绕,道理有点类似于:鸡生蛋蛋生鸡问题,可能比喻也不是很恰当,请读者自行理解)

事实上我们可以获得数组的类定义,通过下面的代码:

int[] arr = new int[3];
System.out.println(arr.getClass());

输出:

class [I

“class [I”代表着”成员类型是int的数组”的class对象运行时类型的签名

为什么String有length()方法?

String背后的数据结构是一个char数组,所以没有必要来定义一个不必要的属性(因为该属性在char数值中已经提供了)。和C不同的是,Java中char的数组并不等于字符串,虽然String的内部机制是char数组实现的。(注:C语言中,并没有String类,定义字符串通常使用char string[6] = "hollis";的形式)

注:要想把char[]转成字符串有以下方式:

char []s = {'a','b','c'};
String string1 = s.toString();
String string2 = new String(s);
String string3 = String.valueOf(s);


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