java - 为什么数组类没有任何实用程序方法？

Question

为什么在Java编程语言中数组不像常规类那样生成，例如它不能被继承，并且它的类中没有直接的任何实用程序方法（例如String）？

可以为数组设计许多方法，例如
swap()，搜索方法，排序方法，拆分/拼接方法等。

Answer 1

tl; dr

这主要是出于历史原因。



数组从一开始就被当作一种特殊的数据类型处理，例如distinct VM opcodes that were intended to deal only with them（请注意，实际上有大量用于数组处理的操作码！）。这样做的主要目的是使阵列的性能接近于本机（并且JNI可以轻松地与它们交互）。这里的设计选择是，在需要“美丽”接口之前，就需要快速/具有内存效率的基元/数组数据类型，因此，出于以下原因，基元和数组都不能成为“真实”对象虚拟机性能。

尽管Oak Language Specification（橡木是Java的直接祖先）表示Although arrays can be created with new, just as instances of classes are created, arrays are not currently objects.很古老（大约20岁），但它仍然显示了这种性能-优雅权衡的总体思路-相对于当代，这一观点得到了重申。 Java大约在15年后出现在Oracle自己的Arrays 2.0 talk中，它很好地说明了为什么它是这样，以及在不久的将来我们可以期待它。我将为此特别强调我的五分钱。

首先，有时数组比“假”对象好得多，而不是“真实”对象。如果将数组简单地内联到方法代码中（如局部变量），则为there are some cases（具有<= 64个元素的局部数组）。使它们成为常规类将使这些优化困难得多。然而，不利的是，它排除了“常规”类/对象的使用-因为具有“常规”类/对象的行为将需要运行时来处理所有类似的事情。虚拟分派，对象构造函数，带有组成图的GC等，会导致运行时损失（请参阅脚注以获取评论）。请注意，String没有这些问题，因为它实际上是在引擎盖下...只是一个语法糖覆盖的char[]包装器类！

另外，请注意，您不能只是“排序”一个数组-可以使用许多排序算法，因此，如果根本不添加这些工具，则应该打开数组类（可重载等）。更重要的是-这样的接口的正确设计将非常棘手（如C＃所示）（由于例如多维数组，可空与非空数组，可能的循环引用等），这甚至会使事情复杂化更多。 OTOH，对其进行更改可能会破坏向后兼容性-因此Java开发人员认为最好还是按原样进行操作。不久前，我们有了a bug with Java lib's own TimSort some time ago-如果将它包含在final数组类中，则实际上会阻止程序员通过重写方法将其固定在适当的位置！

但是，既有实用程序类java.util.Arrays（可能需要使用所有常见的数组实用程序），也有瘦包装器类，它们允许以适当的面向对象的方式访问数组（例如ArrayList）。您甚至可以自己写一个，并给您ArrayWrapper灵魂想要的任何东西。成为程序员有时更多的是创建工具，而不是使用工具。



注意：可以通过使用例如在数组上实现类似真实对象的行为可以识别语法的源预处理器/词法分析器（类似于Lombok的工作方式）或通过修补编译器进行修补，这反过来会将对数组的伪调用重写为有效的静态方法，并将数组作为参数传递;例如给定类似于@ArrayEx(Arrays.class) int[] array;的定义，它将把诸如array.sort();的命令转换为Arrays.sort(array);-然而，用埃里克·利珀特（Eric Lippert）来解释，它不存在，因为没有人愿意去编写它。如果您出于某种原因迫切需要它-只需编写代码并将补丁提交给OpenJDK甚至将其发布在GitHub上...这主要是OSS的工作方式。 Project Valhalla在这里带来了一些希望，因为它至少与此事成切线关系-您可能会说，拥有类似对象的原始值是为通往真正的类似对象的数组铺平道路的好方法。前面提到的Arrays 2.0 talk实际上强调了当前“虚假”对象的行为，这是当前实现的缺点之一，并提到了我上文中作为有意识的开发者选择或可能的机会和陷阱而提到的一些事情。总而言之，也许Oracle / OpenJDK的那些好人实际上会将他们添加到将来的Java扩展中，他们知道...