Java 數組深度解析：內存模型、參數傳遞與常見算法

數組在 JVM 內存中的存儲

JVM 將數組對象存儲在堆（Heap）內存區域。堆用於動態內存分配，內存塊可按任意順序分配和釋放。數組變量本身棧上存儲引用，實際數據在堆上。

數組聲明與初始化陷阱

// 聲明：僅創建引用變量，不分配數組內存，值為 null
int[] arr;  // 或 int arr[];

// 錯誤示範：分步初始化語法非法
double[] myList;
myList = {1, 2, 3}; // 編譯錯誤！

// 正確：聲明、創建、初始化一氣呵成
double[] myList = {1, 2, 3};
// 或
double[] myList = new double[]{1, 2, 3};

方法參數傳遞：值傳遞 vs 引用傳遞

public static void main(String[] args) {
    int x = 1;
    int[] y = new int[10];
    modify(x, y);
    System.out.println("x = " + x);       // 輸出 1
    System.out.println("y[0] = " + y[0]); // 輸出 10
}

public static void modify(int num, int[] arr) {
    num = 10;      // 基本類型：傳遞值的副本，不影響原變量
    arr[0] = 10;   // 數組類型：傳遞引用副本，指向同一堆內存，修改生效
}

核心原則：Java 僅支持值傳遞。基本類型傳值，引用類型傳引用的副本（地址值），因此可通過引用修改對象內部狀態，但無法改變引用本身指向。

經典查找與排序算法速查

查找算法

• 二分查找：前提有序，時間複雜度 O(log n)

排序算法

最佳實踐建議

1. 優先使用 Arrays.sort() / Collections.sort()（雙軸快排 / TimSort），性能經過高度優化
2. 基本類型數組排序用 Arrays.sort()，對象數組用 Arrays.sort(T[], Comparator)
3. 大數據量場景考慮並行排序 Arrays.parallelSort() (Java 8+)
4. 避免在高頻代碼中手寫 O(n²) 排序