Java 数组与内存分配159

简介

在 Java 中，数组是一种数据结构，用于存储一组相同类型的值。与其他编程语言不同，Java 数组在内存中是连续分配的，这意味着数组中的元素一个接一个地存储在内存中。

内存分配

当创建一个 Java 数组时，JVM (Java 虚拟机) 会在堆内存中分配一个连续的内存块。每个数组元素占用一个预定义的内存量，取决于其数据类型。例如，一个 int 类型的数组元素占用 4 个字节，一个 char 类型的数组元素占用 2 个字节。

数组的长度在创建时指定，并且在数组的生命周期内是固定的。这意味着 JVM 一次性分配数组所需的整个内存，并且不能在以后动态地增加或减少数组的大小。

数组元素访问

数组元素可以通过其索引进行访问。索引是一个从 0 开始的整数，它指定要访问数组中的哪个元素。例如，要访问数组中的第一个元素，可以使用索引 0。可以使用以下语法访问数组元素：```java
array[index]
```

内存优化

Java 数组的连续内存分配在某些情况下可以带来内存优化。例如，如果需要对数组中的大量元素进行顺序访问，那么缓存友好性就会得到提升，因为相邻的元素将存储在相邻的内存位置中。

多维数组

Java 还支持多维数组，这些数组由嵌套的数组组成。多维数组在内存中也是连续分配的，这意味着每个子数组中的元素存储在相邻的内存位置中。

优点* 快速访问：连续内存分配允许快速访问数组元素，因为相邻的元素存储在相邻的内存位置中。
* 内存优化：如果需要对数组中的大量元素进行顺序访问，那么连续内存分配可以带来内存优化。
* 高效的缓存：由于相邻的元素存储在相邻的内存位置中，因此可以更有效地利用 CPU 缓存。

缺点* 固定大小：Java 数组具有固定大小，这意味着它们不能在创建后动态地增加或减少大小。
* 内存碎片：如果数组元素被频繁修改或删除，可能会导致内存碎片，这可能会降低性能。
* 对象开销：每个数组对象都包含一个指针，指向分配给该数组的内存块。这会增加每个数组对象的一些开销。

2024-11-04

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