5.5 Array initialization

陣列宣告與初始化

• 陣列在 Java 中是一系列相同類型的數據集合，可以存儲 primitive 或 object reference
• 定義一個陣列，只要在類型名稱後面加上方括號 []

int[] a1;

• 也可以放在 identifier 後面，兩種含意是一樣的

int a1[];

• 編譯器不允許指定 array 大小，宣告後拿到的只是對 array 的 reference，但沒有給 array object 本身分配任何空間
  • 例如 int a1[5]; 這樣的宣告是不合法的
• 若要創建陣列並分配記憶體空間，需要使用初始化表達式。初始化可以在宣告後的任何地方進行，只要在變數使用前完成即可
• 也可以使用一種特殊的初始化，必須使用在創建 array 的地方，用大括號組成，儲存空間的分配 (等同使用 new)將由編譯器負責
  • 這種初始化方式是 Java 的一種「匿名陣列」初始化，並且這種方式初始化後，陣列的長度和元素都將固定

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

陣列的引用和修改

• 在沒有 array 的時候定義 array reference，是由於在 Java 中可以將一個 array assign 給另外一個 array，實際只是複製一個 reference

int[] a2;
a2 = a1;

public class ArraysOfPrimitives {
  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] = a2[i] + 1;
    for(int i = 0; i < a1.length; i++)
      System.out.println("a1[" + i + "] = " + a1[i]);
  }
} /* Output:
a1[0] = 2
a1[1] = 3
a1[2] = 4
a1[3] = 5
a1[4] = 6
*/

信息

• 所有 array 都有一個固有成員 length，可以透過它知道 array 內包含多少元素，但不能對其修改
  • 從元素0開始，因此能使用的最大下標是 length - 1
  • 一旦超過，就會出現運行時錯誤

陣列的動態創建和自動初始化

• 若編寫代碼時不確定需要多少元素，可使用 new 指令動態創建陣列
  • 基本數據類型的陣列會自動初始化為預設值（如 int 為 0）
  • object 類型的陣列則初始化為 null

public class ArrayNew {
  public static void main(String[] args) {
    int[] a;
    Random rand = new Random(47);
    a = new int[rand.nextInt(20)];
    System.out.println("length of a = " + a.length);
    System.out.println(Arrays.toString(a));
  }
} /* Output:
length of a = 18
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
*/

• array 大小通過 Random.nextInt() 隨機決定
• primitive 類型會自動初始化成空值 (0、false)
• 也可以在定義的同時初始化: int[] a = new int[rand.nextInt(20)];
• 如果建立了一個非 primitive 的 array，那就是建立了一個 reference 的 array
  • 未初始化的 Integer 陣列元素預設為 null，如果直接使用可能會導致 NullPointerException

包裝器類型陣列的使用

public class ArrayClassObj {
  public static void main(String[] args) {
    Random rand = new Random(47);
    Integer[] a = new Integer[rand.nextInt(20)];
    System.out.println("length of a = " + a.length);
    for(int i = 0; i < a.length; i++)
      a[i] = rand.nextInt(500); // Autoboxing
    System.out.println(Arrays.toString(a));
  }
} /* Output: (Sample)
length of a = 18
[55, 193, 361, 461, 429, 368, 200, 22, 207, 288, 128, 51, 89, 309, 278, 498, 361, 20]
*/

• 這邊用的是包裝器 Integer，是 class 而非 primitive
• 這邊即使使用 new 建立 array 之後，它還只是一個 reference array，直到透過建立新的 Integer object 初始化才算結束
• 如果忘了建立 object 而試著使用 array 中的空 reference，就會產生runtime error

初始化 Object 類型的陣列

• 在定義處的地方初始化可以使用其他型式
• 對於 Object 類型的陣列，可以在定義時使用大括號 {} 進行初始化。這包括直接使用 new Integer() 來創建對象，或利用自動裝箱（autoboxing）直接將基本類型賦值給包裝類型

public class ArrayInit {
  public static void main(String[] args) {
    Integer[] a = {
      new Integer(1),
      new Integer(2),
      3, // Autoboxing
    };
    Integer[] b = new Integer[]{
      new Integer(1),
      new Integer(2),
      3, // Autoboxing
    };
    System.out.println(Arrays.toString(a));
    System.out.println(Arrays.toString(b));
  }
} /* Output:
[1, 2, 3]
[1, 2, 3]
*/

• 列表最後一個逗號是可選的

使用陣列傳遞參數給方法

• 陣列可以用作方法的參數，從而允許在不同方法間傳遞多個數據。這是一種在方法調用時動態創建並初始化陣列的方式，特別是當使用字串陣列作為參數傳遞給其他方法時

public class DynamicArray {
  public static void main(String[] args) {
    Other.main(new String[]{ "fiddle", "de", "dum" });
  }
}

class Other {
  public static void main(String[] args) {
    for(String s : args)
      System.out.print(s + " ");
  }
} /* Output:
fiddle de dum
*/