Stack Overflow上59萬瀏覽量的提問：為什麼會發生ArrayIndexOutOfBoundsException？
- 2019 年 12 月 16 日
- 筆記
在逛 Stack Overflow 的時候，發現了一些訪問量像昆崙山一樣高的問題，比如說這個：
為什麼會發生 ArrayIndexOutOfBoundsException？
這樣看似簡單到不值得一問的問題，訪問量足足有 69萬+，這不得了啊！說明有不少的初級程式設計師被這個問題困擾過。實話實說吧，我也有點吃不準為什麼。
來回顧一下提問者的問題：
ArrayIndexOutOfBoundsException究竟意味著什麼？我該如何擺脫這個錯誤。
如果你也曾被這個問題困擾過，或者正在被困擾，就請隨我一起來梳理一下問題的答案。打怪進階嘍！
來看這樣一段程式碼，它就可以引起 ArrayIndexOutOfBoundsException。
String[] names = { "沉", "默", "王", "二" }; for (int i = 0; i <= names.length; i++) { System.out.println(names[i]); }
錯誤的堆棧資訊如下所示。
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4 at com.cmower.java_demo.stackoverflow.Cmower1.main(Cmower1.java:7)
拋出這個錯誤的原因是由於數組使用了非法的下標訪問，比如說下標為負數或者大於或者等於數組的長度。
因為數組 names 的長度為 4，但下標的起始位置為 0，而不是 1，導致 names[4] 的時候越界了。這個問題的修正方法蠻簡單的，就是把 <= 改為 <。
String[] names = { "沉", "默", "王", "二" }; for (int i = 0; i < names.length; i++) { System.out.println(names[i]); }
當 i 為 4 的時候要跳出 for 循環，names 的最大下標值為 3 而不是 4。
Java 的下標都是從 0 開始編號的（我不確定有沒有從 1 開始的程式語言），這和我們平常生活中從 1 開始編號的習慣不同。Java 這樣做的原因如下：
Java 是基於 C 語言實現的，而 C 語言的下標是從 0 開始的——這聽起來好像是一句廢話。真正的原因是下標並不是下標，在指針（C）語言中，它實際上是一個偏移量，距離開始位置的一個偏移量。第一個元素在開頭，因此它的偏移量就為 0。 此外，還有另外一種說法。早期的電腦資源比較匱乏，0 作為起始下標相比較於 1 作為起始下標，編譯的效率更高。
比如說，10 個元素的數組其結構如下圖所示。編號從 0 開始，第 9 個元素將在下標 8 處訪問。
為了擺脫 ArrayIndexOutOfBoundsException 的困擾，除了 i < 0; i < names.length；還有一種更值得推薦的做法——使用增強的 for 循環，當我們確定不需要使用下標的時候。
String[] names = { "沉", "默", "王", "二" }; for (String name : names) { System.out.println(name); }
增強的 for 循環，徹底地甩掉了使用數組下標的可能性，也就徹底地擺脫了 ArrayIndexOutOfBoundsException。雖然這只是針對我們開發者來說。
實際上，Java 會把增強的 for 循環語句解釋為普通的 for 循環語句，仍然會使用下標。
String[] names = new String[]{"沉", "默", "王", "二"}; String[] var2 = names; int var3 = names.length; for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) { String name = var2[var4]; System.out.println(name); }
下標 var4 的起始值為 0，var3 為數組的長度；當 var4 自增長為 4 的時候，發現 var4 不小於 var3，於是循環退出。
但不管怎麼說，增強的 for 循環的確為我們開發者帶來了福音——有效地擺脫了 ArrayIndexOutOfBoundsException。
如果使用的是 JDK8 以上的版本，我們還可以這樣遍曆數組（不使用下標）。
第一種：使用 List.forEach。
Arrays.asList(names).forEach(System.out::println);
第二種：使用 Stream。
Stream.of(names).forEach(System.out::println);
如果需要對數組執行其他操作，比如說過濾等操作，可以將數組轉換為「流」。
這兩種做法都需要用到 forEach() 方法，該方法其實是通過增強的 for 循環實現的，源碼如下所示。
public void forEach(Consumer<? super E> action) { Objects.requireNonNull(action); for (E e : a) { action.accept(e); } }
說到底，如果想要擺脫 ArrayIndexOutOfBoundsException 的困擾，使用增強的 for 循環來遍曆數組就對了。把我們開發者容易疏忽的錯誤（比如 i <= names.length）交給智慧化的編譯器來處理，就是最好的辦法。
