Java编程中的数组、引用与对象行为解析

### Java 编程中的数组、引用与对象行为解析 #### 1. Java 数组的特性 在 Java 编程里，数组是一种十分实用的数据结构。尽管 Java 标准库包含了像映射、树和集合等复杂的数据结构，但当我们需要一个快速、有序且高效的列表时，数组就成了绝佳之选。数组的一大显著优势是能够通过索引位置实现快速随机访问，从而获取数组中的任意元素。 数组的每个元素本质上都是一个变量，这些变量可以是八种基本变量类型之一，也可以是引用变量。例如，在 `int` 类型的数组（`int[]`）中，每个元素都能存储一个 `int` 值；而在 `Dog` 类型的数组（`Dog[]`）中，每个元素存储的并非 `Dog` 对象本身，而是指向 `Dog` 对象的引用，就如同一个遥控器。 需要特别注意的是，无论数组声明为存储基本类型还是对象引用，数组本身始终是一个对象，不存在所谓的基本数组，只有存储基本值的数组对象。 以下是创建 `int` 数组对象的示例代码： ```java int[] nums; nums = new int[7]; nums[0] = 6; nums[1] = 19; nums[2] = 44; nums[3] = 42; nums[4] = 10; nums[5] = 20; nums[6] = 1; ``` 创建 `int` 数组对象的步骤如下： 1. 声明一个 `int` 数组变量，此变量就像一个指向数组对象的遥控器。 2. 创建一个长度为 7 的新 `int` 数组，并将其赋值给之前声明的 `int[]` 变量 `nums`。 3. 为数组中的每个元素赋予一个 `int` 值，因为 `int` 数组中的元素本质上就是 `int` 变量。 创建 `Dog` 数组对象的示例代码如下： ```java Dog[] pets; pets = new Dog[7]; pets[0] = new Dog(); pets[1] = new Dog(); ``` 创建 `Dog` 数组对象的步骤如下： 1. 声明一个 `Dog` 数组变量。 2. 创建一个长度为 7 的新 `Dog` 数组，并将其赋值给之前声明的 `Dog[]` 变量 `pets`。 3. 创建新的 `Dog` 对象，并将它们赋值给数组元素。要记住，`Dog` 数组中的元素只是 `Dog` 引用变量，我们还需要实际的 `Dog` 对象。 #### 2. 引用变量的使用 引用变量在 Java 中扮演着至关重要的角色，它就像一个遥控器，通过点运算符（`.`）可以访问对象的方法或实例变量。当引用变量未引用任何对象时，其值为 `null`。 以下是使用引用变量控制 `Dog` 对象的示例代码： ```java Dog fido = new Dog(); fido.name = "Fido"; fido.bark(); fido.chaseCat(); ``` 当 `Dog` 对象位于数组中时，我们没有像 `fido` 这样的实际变量名，而是使用数组表示法，并在数组的特定索引位置上使用点运算符来访问对象的实例变量和方法。示例代码如下： ```java Dog[] myDogs = new Dog[3]; myDogs[0] = new Dog(); myDogs[0].name = "Fido"; myDogs[0].bark(); ``` #### 3. Java 中的类型限制 Java 对类型有着严格的要求，一旦声明了数组，就只能将声明数组类型的元素放入其中。例如，不能将 `Cat` 对象放入 `Dog` 数组中，也不能将 `double` 类型的值放入 `int` 数组中。不过，由于 `byte` 类型的值总能放入 `int` 类型的空间，所以可以将 `byte` 类型的值放入 `int` 数组，这被称为隐式拓宽。 以下是一个 `Dog` 类的示例代码，展示了如何使用数组引用访问 `Dog` 对象的方法： ```java class Dog { String name; public static void main (String[] args) { Dog dog1 = new Dog(); dog1.bark(); dog1.name = "Bart"; Dog[] myDogs = new Dog[3]; myDogs[0] = new Dog(); myDogs[1] = new Dog(); myDogs[2] = dog1; myDogs[0].name = "Fred"; myDogs[1].name = "Marge"; System.out.print("last dog's name is "); System.out.println(myDogs[2].name); int x = 0; while(x < myDogs.length) { myDogs[x].bark(); x = x + 1; } } public void bark() { System.out.println(name + " says Ruff!"); } public void eat() { } public void chaseCat() { } } ``` 这个示例代码的输出结果如下： ``` null says Ruff! last dog's name is Bart Fred says Ruff! Marge says Ruff! Bart says Ruff! ``` #### 4. 变量的类型 变量主要分为两种类型：基本类型和引用类型。变量在声明时必须指定名称和类型。基本变量的值是表示该值的位，例如 5、`'a'`、`true`、3.141