《Thinking in Java》閱讀筆記（16）：數組深度解析——為什麼數組特別？

數組的三大特殊性

1. 效率最高：JVM 內建優化，隨機訪問 O(1)
2. 類型確定：編譯期確定持有類型，運行期強制類型安全
3. 可存基本類型：集合需裝箱，數組直接存 int[]、double[] 等

代價：長度不可變，創建即固定。

數組是第一類對象

• 數組標識符是引用，指向堆上真實對象
• 擁有 length 字段（非方法）表示容量
• 可作為方法返回值、參數傳遞，GC 自動回收

多維數組本質

Java 無真正多維數組，int[][] 是「數組的數組」，每行長度可不同（不規則數組）。

int[][] triangle = new int[5][];
for (int i = 0; i < triangle.length; i++) triangle[i] = new int[i + 1];

數組與泛型的不兼容

• 不可實例化泛型數組：new List<String>[10] 編譯報錯
• 原因：類型擦除導致運行期無法知道確切類型，數組需運行期知曉類型以強制檢查
• 變通：List<String>[] arr = (List<String>[]) new List[10];（非受檢轉換，有堆污染風險）
• 最佳實踐：優先用 List<List<T>> 替代泛型數組

Arrays 工具類六大核心方法

數組複製：System.arraycopy

• native 方法，極快
• 對象數組僅複製引用，不複製對象本身（淺拷貝）

比較器策略模式

• Arrays.sort(arr, comparator) 注入比較策略
• 基本類型無法直接用 Comparator，需包裝類或自定義邏輯

測試數據生成器模式

interface Generator<T> { T next(); }
class CountingGenerator implements Generator<Integer> { ... }
Arrays.fill(arr, gen.next());  // 僅能填充單值，靈活性有限
// 推薦：for 循環調用 gen.next() 填充

總結

數組是 Java 性能基石，但長度固定、泛型不兼容。日常開發優先選 ArrayList，僅在性能極敏感、長度固定、存基本類型時直接用數組。