IT兄弟連 Java語法教程 數組 深入數組 記憶體中的數組
- 2019 年 10 月 5 日
- 筆記
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數組是一種引用數據類型，數組引用變數只是一個引用，數組元素和數組變數在記憶體里是分開存放的。下面將深入介紹數組在記憶體中的運行機制。
記憶體中的數組
數組引用變數只是一個引用，這個引用變數可以指向任何有效的記憶體，只有當該引用指向有效記憶體後，才可以通過該數組變數來訪問數組元素。
與所有引用變數相同的是，引用變數是訪問真是對象的根本方式。也就是說，如果希望在程式中訪問數組對象本身，則只能通過這個數組的引用變數來訪問它。
實際的數組對象被存儲在堆記憶體中；如果引用該數組對象的數組引用變數是一個局部變數，那麼它被存儲在棧記憶體中。數組在記憶體中的存儲示意圖如圖3所示。
圖3 數組在記憶體中的存儲示意圖
如果需要訪問如圖3所示堆記憶體中的數組元素，則程式只能通過p[index]的形式實現。也就是說，數組引用變數是訪問堆記憶體中數組元素的根本方式。
如果堆記憶體數組不再有任何引用變數指向自己，則這個數組將成為垃圾，該數組所佔的記憶體將會被系統的垃圾回收機制回收。因此，為了讓垃圾回收機制回收一個數組所佔的記憶體空間，可以將該數組變數賦值為null，也就切斷了數組引用變數和實際數組之間的引用關係，實際的數組也就成了垃圾。
只要類型相互兼容，就可以讓一個數組變數指向另一個實際數組，這種操作會讓人產生數組的長度可變的錯覺。如下程式碼所示。
public class ArrayInRam{
public static void main(String[] args){
int[] a = {5,6,1};
int[] b = new int[4];
System.out.println("b數組的長度為：" + b.length);
for(int i = 0,len = a.length; i<len; i++){
System.out.println(a[i]);
}
for(int i = 0,len = b.length; i<len; i++){
System.out.println(b[i]);
}
b = a;
System.out.println("b數組的長度為：" + b.length);
}
}
運行上面程式碼後，將可以看到先輸出b數組的長度為4，然後依次輸出a數組和b數組的每個元素，接著會輸出b數組的長度為3.看起來視乎數組的長度是可變的，但這只是一個假象。必須牢記：定義並初始化一個數組後，在記憶體中分配了兩個空間，一個用於存放數組的引用變數，另一個用於存放數組本身。下面將結合示意圖來說明上面程式的運行過程。
圖4 定義並初始化a、b兩個數組後記憶體示意圖
當程式定義並初始化了a、b兩個數組後，系統記憶體中實際上產生了4塊記憶體區域，其中棧記憶體中有兩個引用變數：a和b；堆記憶體中也有兩塊記憶體區域，分別用於存儲a和b引用所指向的數組本身。此時電腦記憶體的儲存示意圖如圖5.4所示。
從圖4中可以非常清楚地看出a引用和b引用各自所引用的數組對象，並可以很清楚地看出a變數所引用的數組長度是3，b變數所引用的數組長度是4。
當執行上面程式中的程式碼b = a時，系統將會把a的值賦給b，a和b都是引用類型變數，存儲的是地址。因此把a的值賦給b後，就是讓b指向a所指向的地址。此時電腦記憶體的存儲示意圖如圖5所示。
圖5 讓b引用指向a引用所指向的數組後的存儲示意圖
從圖5中可以看出，當執行了b = a之後，堆記憶體中的第一個數組具有了兩個引用；a變數和b變數都引用了第一個數組。此時第二個數組失去了引用，變成垃圾，只有等待垃圾回收機制來回收它，但是它的長度依然不會改變，直到它徹底消失。
