Java 復雜數據類型全景：引用類型、數組、接口與復合類型設計

引用類型三大支柱

JVM 規範定義三種引用類型：類、接口、數組。引用值指向堆上對象，默認值 null，不直接操作內存地址（無指針算術）。

類類型

• 定義方法與數據的模板，實例化產生對象
• 變量聲明：MyClass obj = new MyClass(); 或 MyClass obj = null;
• 不支持直接賦值基本類型：MyClass obj = 0; // 編譯錯誤

接口類型

• 純契約，定義方法簽名，無實例字段（默認 public static final 常量）
• 類通過 implements 實現，一類可實現多接口
• 接口變量持有實現類實例：Comparable c = new SortItem();
• Java 8+ 支持 default/static 方法，Java 9+ 支持 private 方法

數組類型

• 動態創建，繼承自 Object，擁有 length 最終字段
• 聲明初始化：int[] arr = new int[5]; / int[] arr = {1,2,3};
• 下標從 0 開始，越界拋出 ArrayIndexOutOfBoundsException
• 長度不可變，擴容需創建新數組 Arrays.copyOf(arr, newLength)
• 多維數組本質是「數組的數組」：int[][] matrix = new int[3][]; 每行長度可不同

復合數據類型：類與接口組合建模

Java 無 struct/union，通過類封裝數據與行為：

// C 風格結構體
struct Car { char* model; Engine* engine; Tire* tires[4]; }

// Java 面向對象建模
interface Engine { void start(); }
interface Tire { double pressure(); }

class Car {
    private final String model;
    private final Engine engine;
    private final Tire[] tires; // 長度固定 4

    public Car(String model, Engine engine, Tire[] tires) {
        this.model = model;
        this.engine = engine;
        this.tires = tires.clone(); // 防禦性拷貝
    }
    // 行為方法
    public void drive() { engine.start(); /* ... */ }
}

初始化順序與構造器

1. 父類靜態字段/靜態塊（按聲明順序）
2. 子類靜態字段/靜態塊
3. 父類實例字段/實例塊
4. 父類構造器
5. 子類實例字段/實例塊
6. 子類構造器

構造器內賦值覆蓋默認值（0/null/false）。

預定義復合類型代表

集合框架預告

下一篇將深入講解 Collection/Map 體系、迭代器模式、流式操作及並發集合選型指南。