Java数组与堆栈相关知识总结
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一、数组创建
1.1 声明并赋值
int[] a = {1,2,3};
1.2 声明数组名开辟空间并且赋值
int[] a; a = new int[]{1,2,3};
1.3 声明数组时指定元素个数然后赋值
int[] a= new int[3];
这里Java会默认数组元素值为0
1.4 在以上的基础上创建多维数组
int[][] a = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}; //每个子数组元素个数不要求均相同 int[][] a = new int[m][n]; //其中n可以省略,在创建的时候可以指定 int[][][] a = new int[m][n][q]; //同样其中n、q可以省略
同样的,在new一个数组时,如不初始化,Java会默认数组元素值为0。
二、数据类型
Java中的数据类型有两种:
2.1 八种基本数据类型
- int
- short
- long
- byte
- float
- double
- boolean
- char
这种类型的定义是通过诸如int a = 3; long b = 255L;的形式来定义的,称为自动变量。
自动变量存的是字面值,这些字面值固定定义在某个程序块里面,程序块退出后,字段值就消失了,出于追求速度的原因,就存在于栈中。
2.2 包装类数据
包装类的数据是如 Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中,Java用new()语句来显式地告诉编译器,在运行时才根据需要动态创建,因此比较灵活,但缺点是要占用更多的时间。
String是一个特殊的包装类数据。即可以用String str = "abc";
的形式来创建,也可以用String str = new String("abc");
的形式来创建。String str = "abc";
中,并没有通过new()来创建实例,因为String str = "abc";
是存储在字符串常量池中。 字符串常量池则存在于方法区。
JVM为了提高性能和减少内存开销,在实例化字符串常量的时候进行了一些优化。
1.为字符串开辟一个字符串常量池,类似于缓存区。
2.创建字符串常量时,首先坚持字符串常量池是否存在该字符串。存在该字符串,
3.返回引用实例,不存在,实例化该字符串并放入池中。
String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //true
可以看到结果是true,结果说明,JVM创建了两个引用str1和str2,但只创建了一个对象,而且两个引用都指向了这个对象。
String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; str1 = "bcd"; System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc System.out.println(str1==str2); //false
参考上面的代码可以知道,赋值的变化导致了类对象引用的变化,str1指向了另外一个新对象!而str2仍旧指向原来的对象。上例中,当我们将str1的值改为"bcd"时,JVM发现在栈中没有存放该值的地址,便开辟了这个地址,并创建了一个新的对象,其字符串的值指向这个地址。
事实上,String类被设计成为不可改变(immutable)的类。如果你要改变其值,可以,但JVM在运行时根据新值悄悄创建了一个新对象,然后将这个对象的地址返回给原来类的引用。这个创建过程虽说是完全自动进行的,但它毕竟占用了更多的时间。在对时间要求比较敏感的环境中,会带有一定的不良影响。
因此,并没有与String是不可变的相矛盾。
继续修改代码:
String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; str1 = "bcd"; String str3 = str1; System.out.println(str3); //bcd String str4 = "bcd"; System.out.println(str1 == str4); //true
可以看出,str3 这个对象的引用直接指向str1所指向的对象(注意,str3并没有创建新对象)。当str1改完其值后,再创建一个String的引用str4,并指向因str1修改值而创建的新的对象。可以发现,这回str4也没有创建新的对象,从而再次实现栈中数据的共享。
继续修改代码:
String str1 = new String("abc"); String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //false
可以发现此时返回false,这是因为通过new出来的放在了堆中,而第二个存于栈中,所以不相等。
另外:数据类型包装类的值不可修改。不仅仅是String类的值不可修改,所有的数据类型包装类都不能更改其内部的值。
三、栈、栈、方法区
栈是一种连续储存的数据结构,具有先进后出的性质。
堆是一种非连续的树形储存数据结构,每个节点有一个值,整棵树是经过排序的。特点是根结点的值最小(或最大),且根结点的两个子树也是一个堆。常用来实现优先队列,存取随意。
栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同,Java自动管理栈和堆,程序员不能直接地设置栈或堆。
3.1 栈
1.每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)。
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的。
3.栈分为3个部分:基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)
4.数据大小和生命周期是可以确定的,当没有引用指向数据时,这个数据就会自动消失。
通常的操作有入栈(压栈),出栈和栈顶元素。想要读取栈中的某个元素,就是将其之间的所有元素出栈才能完成。
栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。
另外,栈数据可以共享
类似于int a = 3;
等都是存放于栈中,当新创建值时Java会判断栈中是否已存在,若存在则引用该地址,不存在则创建。例如:
int a = 3; int b = 3;
编译器先处理int a = 3;首先它会在栈中创建一个变量为a的引用,然后查找有没有字面值为3的地址,没找到,就开辟一个存放3这个字面值的地址,然后将a指向3的地址。接着处理int b = 3;在创建完b的引用变量后,由于在栈中已经有3这个字面值,便将b直接指向3的地址。这样,就出现了a与b同时均指向3的情况。
特别注意的是,这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象,如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反,通过字面值的引用来修改其值,不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。如上例,我们定义完a与 b的值后,再令a=4;那么,b不会等于4,还是等于3。在编译器内部,遇到a=4;时,它就会重新搜索栈中是否有4的字面值,如果没有,重新开辟地址存放4的值;如果已经有了,则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。
3.2 堆
堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。
1.存储的是对象,每个对象都包含一个与之对应的class。
2.JVM只有一个堆区(heap)被所有线程共享,堆中不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身。
3.对象的由垃圾回收器负责回收,因此大小和生命周期不需要确定。
3.3 方法区
1.静态区,跟堆一样,被所有的线程共享。
2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素,如class,static变量
字符串常量池则存在于方法区
符串对象的创建 面试题
面试题:String str4 = new String(“abc”) 创建多少个对象?
1、在常量池中查找是否有“abc”对象。
1)有则返回对应的引用实例; 2)没有则创建对应的实例对象。
2、在堆中 new 一个 String(“abc”) 对象。
3、将对象地址赋值给str4,创建一个引用。
所以,常量池中没有“abc”字面量则创建两个对象,否则创建一个对象,以及创建一个引用。
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