Java数组打印：理解对象引用与正确输出元素内容

当在Java中直接使用`System.out.println()`打印数组时，通常会看到类似`[I@...`的对象引用而非数组元素。这是因为数组继承了`Object`类的默认`toString()`方法。本文将深入解析这一现象，并提供两种主流且推荐的方法来正确、清晰地打印数组的所有元素：使用`Arrays.toString()`工具类方法，以及将数组转换为`List`集合进行打印。

1. 理解Java数组的默认打印行为

当您在Java中尝试直接打印一个数组对象，例如System.out.println(numeros);，您会观察到输出结果类似于[I@2c7b84de的字符串。这种输出并非数组的元素内容，而是其内存地址的哈希码表示。

原因分析： 在Java中，所有对象都继承自java.lang.Object类。当您调用System.out.println()并传入一个对象时，该方法会隐式地调用对象的toString()方法来获取其字符串表示。对于自定义类，我们通常会重写toString()方法以提供有意义的输出。然而，Java中的数组（无论是基本类型数组还是对象数组）并没有重写Object类的toString()方法。因此，它继承了Object类默认的toString()实现，该实现返回的格式是：类名@对象的哈希码的十六进制表示。

• [：表示这是一个数组。
• I：表示数组的元素类型是int（如果是[Ljava.lang.String;则表示String类型数组）。
• @：分隔符。
• 2c7b84de：是该数组对象在内存中的哈希码的十六进制表示。

因此，直接打印数组得到的是其在内存中的“身份标识”，而非其包含的具体元素。

2. 正确打印数组元素的方法

为了获得数组的元素内容，Java提供了专门的工具类方法，或者可以利用集合类的特性。

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2.1 使用 Arrays.toString() 方法 (推荐)

java.util.Arrays 类提供了一系列静态方法来操作数组，其中toString()方法就是专门用于将数组内容转换为可读字符串的。

适用场景： 适用于所有基本类型数组（如int[], double[], boolean[]等）和对象数组（如String[], Integer[]等）。

示例代码：

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import java.util.Arrays; // 导入Arrays类

public class ArrayPrinter {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numeros = { 50, 21, 6, 97, 18 };

        // 使用Arrays.toString()打印int数组
        System.out.println("使用Arrays.toString()打印int数组: " + Arrays.toString(numeros)); 
        // 输出: 使用Arrays.toString()打印int数组: [50, 21, 6, 97, 18]

        String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};
        // 使用Arrays.toString()打印String数组
        System.out.println("使用Arrays.toString()打印String数组: " + Arrays.toString(names));
        // 输出: 使用Arrays.toString()打印String数组: [Alice, Bob, Charlie]
    }
}

注意事项：

• Arrays.toString()方法会遍历数组的每个元素，并调用每个元素的toString()方法（如果是对象数组），然后将它们用逗号和空格分隔，并用方括号包围。
• 对于多维数组，Arrays.toString()只会打印第一层的引用。如果需要打印多维数组的所有元素，应使用Arrays.deepToString()方法。

2.2 将数组转换为 List 集合再打印

java.util.List 接口的实现类通常会重写toString()方法，使其能够打印出集合中所有元素的字符串表示。我们可以利用Arrays.asList()方法将数组转换为一个List，然后打印这个List。

适用场景： 适用于对象数组。对于基本类型数组，Arrays.asList()会将整个基本类型数组作为一个元素放入List中，而不是将数组的每个元素放入List中。因此，对于基本类型数组，需要先进行装箱操作。

示例代码：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ListArrayPrinter {
    public static void main(String[] args) {
        // 对于对象数组，可以直接使用Arrays.asList()
        Integer[] numerosObj = { 50, 21, 6, 97, 18 };
        List<Integer> numerosList = Arrays.asList(numerosObj);
        System.out.println("将Integer数组转换为List打印: " + numerosList);
        // 输出: 将Integer数组转换为List打印: [50, 21, 6, 97, 18]

        // 对于基本类型数组（如int[]），Arrays.asList()会将其视为一个元素
        int[] numerosPrimitive = { 50, 21, 6, 97, 18 };
        // 错误示范：这不会打印出预期的元素列表，而是List中包含一个int[]对象
        System.out.println("将int[]直接转换为List打印（错误示范）: " + Arrays.asList(numerosPrimitive));
        // 输出: 将int[]直接转换为List打印（错误示范）: [[I@...]]

        // 正确处理基本类型数组：需要手动装箱或使用流
        List<Integer> correctNumerosList = new java.util.ArrayList<>();
        for (int num : numerosPrimitive) {
            correctNumerosList.add(num);
        }
        System.out.println("正确将int[]元素转换为List打印: " + correctNumerosList);
        // 输出: 正确将int[]元素转换为List打印: [50, 21, 6, 97, 18]

        // Java 8+ 可以使用流API更简洁地处理基本类型数组
        List<Integer> streamNumerosList = Arrays.stream(numerosPrimitive).boxed().collect(java.util.stream.Collectors.toList());
        System.out.println("使用流API将int[]元素转换为List打印: " + streamNumerosList);
        // 输出: 使用流API将int[]元素转换为List打印: [50, 21, 6, 97, 18]
    }
}

注意事项：

• Arrays.asList()返回的List是一个固定大小的列表，它由原始数组支持。这意味着对List元素的修改会直接反映到原始数组上，反之亦然。但是，不能对这个List执行添加或删除元素的操作（会抛出UnsupportedOperationException）。
• 由于Arrays.asList()的这一特性，以及对基本类型数组的特殊处理，通常情况下，使用Arrays.toString()是打印数组更直接和推荐的方式。

3. 总结

在Java中，直接使用System.out.println()打印数组会输出其对象引用，而非其包含的元素。为了清晰地显示数组内容，我们应该：

1. 首选且最推荐的方法是使用 Arrays.toString(array)。 它简洁高效，适用于所有类型的数组，并能生成易于阅读的字符串表示。
2. 次选方法是将对象数组转换为 List，然后打印 List。 这适用于对象数组，因为List的toString()方法已重写。但对于基本类型数组，需要额外的装箱操作，且Arrays.asList()返回的List是固定大小的，有其局限性。

理解数组的默认toString()行为以及掌握Arrays.toString()的用法，是Java编程中处理和调试数组时的基本技能。

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