Java 面向对象（十）
常用类之Arrays
java.util.Arrays 类是 JDK 提供的一个工具类，用来处理数组的各种方法，而且每个方法基本上都是静态方法，能直接通过类名Arrays调用。
1、asList
返回由指定数组支持的固定大小列表。
public static <T> List<T> asList(T... a) {
return new ArrayList<>(a);
}
注意：这个方法返回的 ArrayList 不是我们常用的集合类 java.util.ArrayList。这里的 ArrayList 是 Arrays 的一个内部类 java.util.Arrays.ArrayList。
这个内部类有如下属性和方法：
private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements RandomAccess, java.io.Serializable
{
private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
private final E[] a;
ArrayList(E[] array) {
a = Objects.requireNonNull(array);
}
@Override
public int size() {
return a.length;
}
@Override
public Object[] toArray() {
return a.clone();
}
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T[] toArray(T[] a) {
int size = size();
if (a.length < size)
return Arrays.copyOf(this.a, size,
(Class<? extends T[]>) a.getClass());
System.arraycopy(this.a, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}
@Override
public E get(int index) {
return a[index];
}
@Override
public E set(int index, E element) {
E oldValue = a[index];
a[index] = element;
return oldValue;
}
@Override
public int indexOf(Object o) {
E[] a = this.a;
if (o == null) {
for (int i = 0; i < a.length; i++)
if (a[i] == null)
return i;
} else {
for (int i = 0; i < a.length; i++)
if (o.equals(a[i]))
return i;
}
return -1;
}
@Override
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
@Override
public Spliterator<E> spliterator() {
return Spliterators.spliterator(a, Spliterator.ORDERED);
}
@Override
public void forEach(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
for (E e : a) {
action.accept(e);
}
}
@Override
public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
Objects.requireNonNull(operator);
E[] a = this.a;
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
a[i] = operator.apply(a[i]);
}
}
@Override
public void sort(Comparator<? super E> c) {
Arrays.sort(a, c);
}
}
（1）返回的 ArrayList 数组是一个定长列表，我们只能对其进行查看或者修改，但是不能进行添加或者删除操作
通过源码我们发现该类是没有add()或者remove() 这样的方法的，如果对其进行增加或者删除操作，都会调用其父类 AbstractList 对应的方法，而追溯父类的方法最终会抛出 UnsupportedOperationException 异常。
String[] str = {"a","b","c"};
List<String> listStr = Arrays.asList(str);
listStr.set(1, "e"); // 可以进行修改
System.out.println(listStr.toString()); // [a, e, c]
listStr.add("a"); // 添加元素会报错 java.lang.UnsupportedOperationException
（2）引用类型的数组和基本类型的数组区别
String[] str = { "a", "b", "c" };
List listStr = Arrays.asList(str);
System.out.println(listStr.size()); // 3
int[] i = { 1, 2, 3 };
List listI = Arrays.asList(i);
System.out.println(listI.size()); // 1
上面的结果第一个listStr.size()=3，而第二个 listI.size()=1。
我们看源码，在 Arrays.asList 中，方法声明为
所以将上面的方法泛型化补全应该是：
String[] str = { "a", "b", "c" };
List<String> listStr = Arrays.asList(str);
System.out.println(listStr.size()); // 3
int[] i = { 1, 2, 3 };
List<int[]> listI = Arrays.asList(i); // 注意这里List参数为 int[] ，而不是 int
System.out.println(listI.size()); // 1
Integer[] in = { 1, 2, 3 };
List<Integer> listIn = Arrays.asList(in); // 这里参数为int的包装类Integer，所以集合长度为3
System.out.println(listIn.size()); // 3
（3）返回的列表ArrayList里面的元素都是引用，不是独立出来的对象
String[] str = { "a", "b", "c" };
List<String> listStr = Arrays.asList(str);
// 执行更新操作前
System.out.println(Arrays.toString(str));// [a, b, c]
listStr.set(0, "d");// 将第一个元素a改为d
// 执行更新操作后
System.out.println(Arrays.toString(str));// [d, b, c]
我们看修改集合的内容，原数组的内容也变化了，所以这里传入的是引用类型。
（4）已知数组数据，如何快速获取一个可进行增删改查的列表List？
String[] str = { "a", "b", "c" };
List<String> listStr = new ArrayList<>(Arrays.asList(str));
listStr.add("d");
System.out.println(listStr.size()); // 4
（5）Arrays.asList() 方法使用场景
Arrays工具类提供了一个方法asList，使用该方法可以将一个变长参数或者数组转换成List 。但是，生成的List的长度是固定的；能够进行修改操作（比如，修改某个位置的元素）；不能执行影响长度的操作（如add、remove等操作），否则会抛出UnsupportedOperationException异常。
所以 Arrays.asList 比较适合那些已经有数组数据或者一些元素，而需要快速构建一个List，只用于读取操作，而不进行添加或删除操作的场景。
2、sort
该方法是用于数组排序，在 Arrays 类中有该方法的一系列重载方法，能对7种基本数据类型，包括 byte，char，double，float，int，long，short 等都能进行排序，还有 Object 类型（实现了Comparable接口），以及比较器 Comparator 。
（1）基本类型的数组
int[] num = { 1, 3, 8, 5, 2, 4, 6, 7 };
Arrays.sort(num);
System.out.println(Arrays.toString(num));// [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
（2）对象类型数组
该类型的数组进行排序可以实现 Comparable 接口，重写 compareTo 方法进行排序。
String[] str = { "a", "f", "c", "d" };
Arrays.sort(str);
System.out.println(Arrays.toString(str));// [a, c, d, f]
String 类型实现了 Comparable 接口，内部的 compareTo 方法是按照字典码进行比较的。
没有实现Comparable接口的，可以通过Comparator实现排序
class Person {
String name;
int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Person[] p = new Person[] { new Person("zhangsan", 22), new Person("wangwu", 11), new Person("lisi", 33) };
Arrays.sort(p, new Comparator<Person>() {
@Override
public int compare(Person o1, Person o2) {
if (o1 == null || o2 == null) {
return 0;
}
return o1.getAge() - o2.getAge();
}
});
System.out.println(Arrays.toString(p));
}
}
3、binarySearch
用二分法查找数组中的某个元素。该方法和 sort 方法一样，适用于各种基本数据类型以及对象。
注意：二分法是对有序的数组进行查找（比如先用Arrays.sort()进行排序，然后调用此方法进行查找）。找到元素返回下标，没有则返回 -1
int[] num = { 1, 3, 8, 5, 2, 4, 6, 7 };
Arrays.sort(num);
System.out.println(Arrays.toString(num));// [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
System.out.println(Arrays.binarySearch(num, 2));// 返回元素的下标 1
具体源码实现：
public static int binarySearch(int[] a, int key) {
return binarySearch0(a, 0, a.length, key);
}
private static int binarySearch0(int[] a, int fromIndex, int toIndex,int key) {
int low = fromIndex;
int high = toIndex - 1;
while (low <= high) {
int mid = (low + high) >>> 1;//取中间值下标
int midVal = a[mid];//取中间值
if (midVal < key)
low = mid + 1;
else if (midVal > key)
high = mid - 1;
else
return mid;
}
return -(low + 1);
}
4、copyOf 和 copyOfRange
（1）copyOf
拷贝数组元素。以使副本具有指定的长度。底层采用 System.arraycopy() 实现，这是一个native方法。
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length);
e.g.
String[] str = { "1", "2", "5", "3", "4" };
str = Arrays.copyOf(str, 10);
System.out.println(Arrays.toString(str));
（2）copyOfRange
将指定数组的指定范围复制到一个新数组。 底层采用 System.arraycopy()实现。
5、equals 和 deepEquals
（1）equals
equals 用来比较两个数组中对应位置的每个元素是否相等。
八种基本数据类型以及对象都能进行比较。
我们先看看 int类型的数组比较源码实现：
public static boolean equals(int[] a, int[] a2) {
if (a==a2)//数组引用相等，则里面的元素一定相等
return true;
if (a==null || a2==null)//两个数组其中一个为null，都返回false
return false;
int length = a.length;
if (a2.length != length)//两个数组长度不等，返回false
return false;
for (int i=0; i<length; i++)//通过for循环依次比较数组中每个元素是否相等
if (a[i] != a2[i])
return false;
return true;
}
在看对象数组的比较：
public static boolean equals(Object[] a, Object[] a2) {
if (a==a2)
return true;
if (a==null || a2==null)
return false;
int length = a.length;
if (a2.length != length)
return false;
for (int i=0; i<length; i++) {
Object o1 = a[i];
Object o2 = a2[i];
if (!(o1==null ? o2==null : o1.equals(o2)))
return false;
}
return true;
}
（２）deepEquals
也是用来比较两个数组的元素是否相等，不过 deepEquals 能够进行比较多维数组，而且是任意层次的嵌套数组。
String[][] name1 = { { "G", "a", "o" }, { "H", "u", "a", "n" }, { "j", "i", "e" } };
String[][] name2 = { { "G", "a", "o" }, { "H", "u", "a", "n" }, { "j", "i", "e" } };
System.out.println(Arrays.equals(name1, name2)); // false
System.out.println(Arrays.deepEquals(name1, name2)); // true
6、fill
该系列方法用于给数组赋值，并能指定某个范围赋值。
源码分析：
// 给a数组所有元素赋值 val
public static void fill(int[] a, int val) {
for (int i = 0, len = a.length; i < len; i++)
a[i] = val;
}
// 给从 fromIndex 开始的下标，toIndex-1结尾的下标都赋值 val,左闭右开
public static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val) {
rangeCheck(a.length, fromIndex, toIndex);// 判断范围是否合理
for (int i = fromIndex; i < toIndex; i++)
a[i] = val;
}
7、toString 和 deepToString
toString 用来打印一维数组的元素，而 deepToString 用来打印多层次嵌套的数组元素。
源码分析：
public static String toString(int[] a) {
if (a == null)
return "null";
int iMax = a.length - 1;
if (iMax == -1)
return "[]";
StringBuilder b = new StringBuilder();
b.append('[');
for (int i = 0; ; i++) {
b.append(a[i]);
if (i == iMax)
return b.append(']').toString();
b.append(", ");
}
}
