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 “哥，我看你之前的文章里提到，ArrayList 的內部是用數組實現的，我就對數組非常感興趣，想深入地了解一下，今天終于到這個環節了，好期待呀!”三妹的語氣里顯得很興奮。

“的確是的，看 ArrayList 的源碼就一清二楚了。”我一邊說，一邊打開 Intellij IDEA，并找到了 ArrayList 的源碼。

/** 
 * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. 
 * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any 
 * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 
 * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added. 
 */ 
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access 
 
/** 
 * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). 
 * 
 * @serial 
 */ 
private int size; 

“瞧見沒?Object[] elementData 就是數組。”我指著顯示屏上這串代碼繼續說。

數組是一個對象，它包含了一組固定數量的元素，并且這些元素的類型是相同的。數組會按照索引的方式將元素放在指定的位置上，意味著我們可以通過索引來訪問這些元素。在 Java 中，索引是從 0 開始的。

“哥，能說一下為什么索引從 0 開始嗎?”三妹突然這個話題很感興趣。

“哦，Java 是基于 C/C++ 語言實現的，而 C 語言的下標是從 0 開始的，所以 Java 就繼承了這個良好的傳統習慣。C語言有一個很重要概念，叫做指針，它實際上是一個偏移量，距離開始位置的偏移量，第一個元素就在開始的位置，它的偏移量就為 0，所以索引就為 0。”此刻，我很自信。

“此外，還有另外一種說法。早期的計算機資源比較匱乏，0 作為起始下標相比較于 1 作為起始下標，編譯的效率更高。”

“哦。”三妹意味深長地點了點頭。

我們可以將數組理解為一個個整齊排列的單元格，每個單元格里面存放著一個元素。

數組元素的類型可以是基本數據類型(比如說 int、double)，也可以是引用數據類型(比如說 String)，包括自定義類型。

數組的聲明方式分兩種。

先來看第一種：

int[] anArray; 

再來看第二種：

int anOtherArray[]; 

不同之處就在于中括號的位置，是跟在類型關鍵字的后面，還是跟在變量的名稱的后面。前一種的使用頻率更高一些，像 ArrayList 的源碼中就用了第一種方式。

同樣的，數組的初始化方式也有多種，最常見的是：

int[] anArray = new int[10]; 

看到了沒?上面這行代碼中使用了 new 關鍵字，這就意味著數組的確是一個對象，只有對象的創建才會用到 new 關鍵字，基本數據類型是不用的。然后，我們需要在方括號中指定數組的長度。

這時候，數組中的每個元素都會被初始化為默認值，int 類型的就為 0，Object 類型的就為 null。不同數據類型的默認值不同，可以參照之前的文章。

另外，還可以使用大括號的方式，直接初始化數組中的元素：

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

這時候，數組的元素分別是 1、2、3、4、5，索引依次是 0、1、2、3、4，長度是 5。

“哥，怎么訪問數組呢?”三妹及時地插話到。

前面提到過，可以通過索引來訪問數組的元素，就像下面這樣：

anArray[0] = 10; 

變量名，加上中括號，加上元素的索引，就可以訪問到數組，通過“=”操作符可以對元素進行賦值。

如果索引的值超出了數組的界限，就會拋出 ArrayIndexOutOfBoundException。

既然數組的索引是從 0 開始，那就是到數組的 length - 1 結束，不要使用超出這個范圍內的索引訪問數組，就不會拋出數組越界的異常了。

當數組的元素非常多的時候，逐個訪問數組就太辛苦了，所以需要通過遍歷的方式。

第一種，使用 for 循環：

int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 
for (int i = 0; i < anOtherArray.length; i++) { 
    System.out.println(anOtherArray[i]); 
} 

通過 length 屬性獲取到數組的長度，然后從 0 開始遍歷，就得到了數組的所有元素。

第二種，使用 for-each 循環：

for (int element : anOtherArray) { 
    System.out.println(element); 
} 

如果不需要關心索引的話(意味著不需要修改數組的某個元素)，使用 for-each 遍歷更簡潔一些。當然，也可以使用 while 和 do-while 循環。

在 Java 中，可變參數用于將任意數量的參數傳遞給方法，來看 varargsMethod() 方法：

void varargsMethod(String... varargs) {} 

該方法可以接收任意數量的字符串參數，可以是 0 個或者 N 個，本質上，可變參數就是通過數組實現的。為了證明這一點，我們可以看一下反編譯一后的字節碼：

public class VarargsDemo 
{ 
 
    public VarargsDemo() 
    { 
    } 
 
    transient void varargsMethod(String as[]) 
    { 
    } 
} 

所以，我們其實可以直接將數組作為參數傳遞給該方法：

VarargsDemo demo = new VarargsDemo(); 
String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員"}; 
demo.varargsMethod(anArray); 

也可以直接傳遞多個字符串，通過逗號隔開的方式：

demo.varargsMethod("沉默王二", "一枚有趣的程序員"); 

在 Java 中，數組與 List 關系非常密切。List 封裝了很多常用的方法，方便我們對集合進行一些操作，而如果直接操作數組的話，有很多不便，因為數組本身沒有提供這些封裝好的操作，所以有時候我們需要把數組轉成 List。

“怎么轉呢?”三妹問到。

最原始的方式，就是通過遍歷數組的方式，一個個將數組添加到 List 中。

int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 
 
List<Integer> aList = new ArrayList<>(); 
for (int element : anArray) { 
    aList.add(element); 
} 

更優雅的方式是通過 Arrays 類的 asList() 方法：

List<Integer> aList = Arrays.asList(anArray); 

但需要注意的是，該方法返回的 ArrayList 并不是 java.util.ArrayList，它其實是 Arrays 類的一個內部類：

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 
        implements RandomAccess, java.io.Serializable{} 

如果需要添加元素或者刪除元素的話，需要把它轉成 java.util.ArrayList。

new ArrayList<>(Arrays.asList(anArray)); 

Java 8 新增了 Stream 流的概念，這就意味著我們也可以將數組轉成 Stream 進行操作。

String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員", "好好珍重他"}; 
Stream<String> aStream = Arrays.stream(anArray); 

如果想對數組進行排序的話，可以使用 Arrays 類提供的 sort() 方法。

基本數據類型按照升序排列

實現了 Comparable 接口的對象按照 compareTo() 的排序

來看第一個例子：

int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8}; 
Arrays.sort(anArray); 

排序后的結果如下所示：

[1, 2, 4, 5, 8] 

來看第二個例子：

String[] yetAnotherArray = new String[] {"A", "E", "Z", "B", "C"}; 
Arrays.sort(yetAnotherArray, 1, 3, 
                Comparator.comparing(String::toString).reversed()); 

只對 1-3 位置上的元素進行反序，所以結果如下所示：

[A, Z, E, B, C] 

有時候，我們需要從數組中查找某個具體的元素，最直接的方式就是通過遍歷的方式：

int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8}; 
for (int i = 0; i < anArray.length; i++) { 
    if (anArray[i] == 4) { 
        System.out.println("找到了 " + i); 
        break; 
    } 
} 

上例中從數組中查詢元素 4，找到后通過 break 關鍵字退出循環。

如果數組提前進行了排序，就可以使用二分查找法，這樣效率就會更高一些。Arrays.binarySearch() 方法可供我們使用，它需要傳遞一個數組，和要查找的元素。

int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 
int index = Arrays.binarySearch(anArray, 4); 

“除了一維數組，還有二維數組，三妹你可以去研究下，比如說用二維數組打印一下楊輝三角。”說完，我就去陽臺上休息了，留三妹在那里學習，不能打擾她。

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