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Kapitel 46 — Arrays
Ein Array ist ein Objekt, das verwendet wird, um Listen von Werten zu speichern. Es wird aus einem zusammenhängenden Speicherblock gebildet, der in "Schlitzen" ( Slots ) unterteilt ist. Jeder Slot enthält einen Wert und alle Werte sind von dem gleichen Typ. Der Name dieses Arrays ist data. Die Slots sind indexiert von 0 bis 9. Auf jeden Slot kann über seinen Index zugegriffen werden. Zum Beispiel, data[0] ist der Slot mit dem Index 0 (welcher den Wert 23 enthält). data[5] ist der Slot mit dem Index 5 (welcher den Wert 14 enthält). Die Slots sind sequentiell nummeriert und beginnen mit 0. Wenn es N Slots in einem Array gibt, sind die Indizes 0 bis N - 1. Der Index wird manchmal auch Subscript genannt. Der Ausdruck data[5] wird üblicherweise " data-sub-five " ausgesprochen, so als wäre er ein mathematischer Ausdruck: data5.
Arrays verwenden: Jeder Slot eines Arrays enthält einen Wert des gleichen
Typs. Z.B kann man ein Array von int haben, ein Array von double und so weiter. Man kann ein Array von Objektreferenzen haben. Das linke Array enthält Daten des Typs int. Ein Slot dieses Arrays kann überall verwendet werden, wo eine Variable vom Typ int verwendet werden kann. Zum Beispiel data[3] = 99 ; ...funktioniert wie eine Zuweisung an eine int-Variable. Nachdem sie ausgeführt wurde, wird Der Wert in Slot 3 des Arrays geändert.
Arithmetische Ausdrücke
Ein Ausdruck wie data[3] wird eine indexierte Variable genannt. Eine indexierte Variable kann überall da verwendet werden, wo eine Variable des gleichen Typs verwendet werden kann. Ein arithmetischer Ausdruck kann aus einem Mix von Literalen, Variablen und indexierten Variablen bestehen. Zum Beispiel, wenn x eine 10 enthält, dann ergibt
(x + data[2]) / 4 (10+14) / 4 == 6
Beispiel von Anweisungen: data[0] = (x + data[2]) / 4 ; data[2] = data[2] + 1; x = data[3]++ ; // Die Daten in Slot 3 werden inkrementiert data[4] = data[1] / data[6]
Arrays sind Objekte
Deklarationen von Arrays : typ[] arrayName; Jedoch, das tatsächliche Array wird durch diese Deklaration nicht konstruiert. Diese Deklaration deklariert lediglich eine Referenzvariable arrayName , welche in der Zukunft auf ein Arrayobjekt verweisen kann. Oft wird ein Array in einer Anweisung deklariert und konstruiert: typ[] arrayName = new typ[ laenge ]; Ein Array ist ein Objekt und wird, wie jedes andere Objekt in Java, zur Laufzeit aus dem Arbeitsspeicher heraus konstruiert. Der Array-Konstruktor verwendet eine andere Syntax als die anderen Objekt-Konstruktoren.
new typ[ laenge ] Dadurch wird der Datentyp eines jeden Slots und
die Anzahl der Slots bestimmt. Sobald ein Array konstruiert wurde, ändert sich
die Anzahl der Slots nicht mehr. int[] data = new int[10];
Grenzen überprüfen
Die Länge eines Arrays in der Anzahl seiner Slots besteht. Ein Array mit der Länge N hat 0..(N-1) indexierte Slots. Indizes müssen vom Typ Integer sein.
Beispiel: Hier wird ein Array deklariert , int[] data = new int[10];
Hier sind einige indexierte Variablen dieses Arrays: data[ -1 ] immer illegal data[ 10 ] illegal (die obere Deklaration vorausgesetzt) data[ 1.5 ] immer illegal data[ 0 ] immer OK data[ 9 ] OK (die obere Deklaration vorausgesetzt) Wenn das Programm einen Ausdruck enthält, der immer illegal ist, wird es nicht kompilieren. Aber oft ist die Größe eines Arrays dem Compiler nicht bekannt. Die Größe eines Arrays wird häufig durch die Daten zur Laufzeit bestimmt. Das Array wird zur Laufzeit des Programms konstruiert, also der Compiler kennt seine Länge nicht und kann keine Fehler voraussehen. Wenn das Programm zur Laufzeit auf einen Slot verweist, der nicht existiert, wird eine Ausnahme ( Exception ) ausgelöst und das Programm wird (gewöhnlich) beendet. Grenzen überprüfen ( Bounds Checking ): Während ein Java Programm läuft wird jedes Mal, wenn ein Array Index verwendet wird, überprüft ob er OK ist.
Initialisierungslisten: ein Array kann in einer Anweisung deklariert , konstruiert
und initialisiert werden: int[] data = {23, 38, 14, -3, 0, 14, 9, 103, 0, -56 }; Diese Anweisung deklariert ein Array von int , das data genannt wird. Dann konstruiert sie ein int-Array mit 10 Slots (indexiert von 0 bis 9). Schließlich stellt sie die genannten Werte in die Slots. Der erste Wert in der Initialisierungsliste entspricht dem Index 0 usw. z.B. data[0] bekommt die 23.
Mehrere Arrays pro Programm Ein Programm kann eine beliebige Anzahl von
Arrays haben. Oft werden Werte zwischen verschiedenen Arrays hin und her kopiert.
Werte in Slots kopieren dataB = dataA ;
Arrays sind Objekte! Diese Anweisung kopiert die Objektreferenz in dataA in die Objektreferenzvariable dataB , damit gibt es zwei Möglichkeiten auf ein einziges Arrayobjekt zu zugreifen:
1. Ein Array ist ein Objekt , das Platz für mehrere Werte hat, die alle von dem gleichen Typ sind. 2. Jeder Wert wird in einem Slot des Arrays gespeichert. 3. Wenn es N Slots in dem Array gibt, werden die Slots von 0 bis ( N-1 ) indexiert. 4. Der Index muss ein Integerwert ( byte , short oder int ) sein. 5. Eine Deklaration eines Arrays sieht folgendermaßen aus: int[] intArray 6. Diese Deklaration deklariert die Arrayreferenz intArray. Sie erzeugt nicht das tatsächliche Objekt. 7. Ein Array kann in einer kombinierten An w eisung deklariert und konstruiert werden: int[] intArray = new int[17]; 8. Diese Deklaration deklariert die Arrayreferenz intArray und konstruiert ein Arrayobjekt , das aus 17 Slots besteht, die int enthalten können. 9. Wenn ein Arrayobjekt unter der Verwendung des new-Operators konstruiert wird, werden die Slots mit dem Standardwert des Typs der Slots initialisiert. Numerische Typen werden mit 0 initialisiert. 10. Sobald ein Arrayobjekt konstruiert worden ist, kann die Anzahl seiner Slots nicht mehr geändert werden. (Aber es kann ein vollständig neues Arrayobjekt mit einer anderen Anzahl von Slots konstruiert werden, um das erste Arrayobjekt zu ersetzen.) 11. Eine indexierte Variable, so wie intArray [ 12 ], kann überall da verwendet werden, wo eine gewöhnliche Variable des gleichen Typs verwendet werden kann. 12. Der Index , der mit einem Array verwendet wird, kann in einer Variable gespeichert sein, zum Beispiel 13. int j = 5 ; 14. intArray[ j ] = 24; // dasselbe wie: intArray[ 5 ] = 24 15. Der Index , der mit einem Array verwendet wird, kann in einem Ausdruck berechnet werden, zum Beispiel 16. int j = 5 ; 17. intArray[ j*2 + 3 ] = 24; // dasselbe wie: intArray[ 13 ] = 24 18. Der Index , der mit einem Array verwendet wird, muss im Bereich 0 ..( N-1 ) liegen, wobei N die Anzahl der Slots des Arrays ist. 19. Wenn ein Index außerhalb der Grenzen eines Arrays verwendet wird, wird eine Ausnahme ausgelöst und das Programm wird beendet (es sei denn, dass es die Ausnahme auffängt). 20. Ein Array kann deklariert , konstruiert und initia l isiert werden, indem eine Initialisierungsliste verwendet wird. Das kann nur bei der ersten Deklaration des Arrays geschehen.
