--- category: - Java核心 tag: - Java --- # Java Arrays工具类10大常用方法 “哥，数组专用工具类是专门用来操作数组的吗？比如说创建数组、数组排序、数组检索等等。”三妹的提问其实已经把答案说了出来。 “是滴，这里说的数组专用工具类指的是 `java.util.Arrays` 类，基本上常见的数组操作，这个类都提供了静态方法可供直接调用。毕竟数组本身想完成这些操作还是挺麻烦的，有了这层封装，就方便多了。”在回答三妹的同时，我打开 Intellij IDEA，找到了 Arrays 类的源码。 ```java package java.util; /** * @author Josh Bloch * @author Neal Gafter * @author John Rose * @since 1.2 */ public class Arrays {} ``` “具体来说，数组操作可分为以下 9 种。” - 创建数组 - 比较数组 - 数组排序 - 数组检索 - 数组转流 - 打印数组 - 数组转 List - setAll（没想好中文名） - parallelPrefix（没想好中文名） “我们来一个一个学习。” ### 01、创建数组 使用 Arrays 类创建数组可以通过以下三个方法： - copyOf，复制指定的数组，截取或用 null 填充 - copyOfRange，复制指定范围内的数组到一个新的数组 - fill，对数组进行填充 1）copyOf，直接来看例子： ```java String[] intro = new String[] { "沉", "默", "王", "二" }; String[] revised = Arrays.copyOf(intro, 3); String[] expanded = Arrays.copyOf(intro, 5); System.out.println(Arrays.toString(revised)); System.out.println(Arrays.toString(expanded)); ``` revised 和 expanded 是复制后的新数组，长度分别是 3 和 5，指定的数组长度是 4。来看一下输出结果： ``` [沉, 默, 王] [沉, 默, 王, 二, null] ``` 看到没？revised 截取了最后一位，因为长度是 3 嘛；expanded 用 null 填充了一位，因为长度是 5。 ArrayList（内部的数据结构用的就是数组）源码中的 `grow()` 方法就调用了 `copyOf()` 方法：当 ArrayList 初始大小不满足元素的增长时就会扩容。 ```java private Object[] grow(int minCapacity) { return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity(minCapacity)); } ``` 2）copyOfRange，直接来看例子： ```java String[] intro = new String[] { "沉", "默", "王", "二" }; String[] abridgement = Arrays.copyOfRange(intro, 0, 3); System.out.println(Arrays.toString(abridgement)); ``` `copyOfRange()` 方法需要三个参数，第一个是指定的数组，第二个是起始位置（包含），第三个是截止位置（不包含）。来看一下输出结果： ```java [沉, 默, 王] ``` 0 的位置是“沉”，3 的位置是“二”，也就是说截取了从 0 位（包含）到 3 位（不包含）的数组元素。那假如说下标超出了数组的长度，会发生什么呢？ ```java String[] abridgementExpanded = Arrays.copyOfRange(intro, 0, 6); System.out.println(Arrays.toString(abridgementExpanded)); ``` 结束位置此时为 6，超出了指定数组的长度 4，来看一下输出结果： ``` [沉, 默, 王, 二, null, null] ``` 仍然使用了 null 进行填充。 “为什么要这么做呢？”经过这段时间的学习，三妹的眼光越来越毒辣了，问的问题都恰到好处。 “嗯，我想是 Arrays 的设计者考虑到了数组越界的问题，不然每次调用 Arrays 类就要先判断很多次长度，很麻烦。”稍作思考后，我给出了这样一个回答。 3）fill，直接来看例子： ```java String[] stutter = new String[4]; Arrays.fill(stutter, "沉默王二"); System.out.println(Arrays.toString(stutter)); ``` 使用 new 关键字创建了一个长度为 4 的数组，然后使用 `fill()` 方法将 4 个位置填充为“沉默王二”，来看一下输出结果： ``` [沉默王二, 沉默王二, 沉默王二, 沉默王二] ``` 如果想要一个元素完全相同的数组时， `fill()` 方法就派上用场了。 ### 02、比较数组 Arrays 类的 `equals()` 方法用来判断两个数组是否相等，来看下面这个例子： ```java String[] intro = new String[] { "沉", "默", "王", "二" }; boolean result = Arrays.equals(new String[] { "沉", "默", "王", "二" }, intro); System.out.println(result); boolean result1 = Arrays.equals(new String[] { "沉", "默", "王", "三" }, intro); System.out.println(result1); ``` 输出结果如下所示： ``` true false ``` 指定的数组为沉默王二四个字，比较的数组一个是沉默王二，一个是沉默王三，所以 result 为 true，result1 为 false。 简单看一下 `equals()` 方法的源码： ```java 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 fence(1) at java.base/java.util.Spliterators.checkFromToBounds(Spliterators.java:387) ``` ### 06、打印数组 因为数组是一个对象，直接 `System.out.println` 的话，结果是这样的： ``` [Ljava.lang.String;@3d075dc0 ``` 最优雅的打印方式，是使用 `Arrays.toString()`，来看一下该方法的源码： ```java public static String toString(Object[] 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(String.valueOf(a[i])); if (i == iMax) return b.append(']').toString(); b.append(", "); } } ``` - 先判断 null，是的话，直接返回“null”字符串； - 获取数组的长度，如果数组的长度为 0（ 等价于 length - 1 为 -1），返回中括号“[]”，表示数组为空的； - 如果数组既不是 null，长度也不为 0，就声明 StringBuilder 对象，然后添加一个数组的开始标记“[”，之后再遍历数组，把每个元素添加进去；其中一个小技巧就是，当遇到末尾元素的时候（i == iMax），不再添加逗号和空格“, ”，而是添加数组的闭合标记“]”。 “哥，我能不能问一个问题呀？” “你问啊。” “就是为什么判断数组长度为 0 的时候判断的是减 1 后比较 -1 呢？为什么不直接比较 0 呢？” “呀，你这个问题问的很妙啊！”我想到三妹说一句“respect”，很强！“其实是和遍历数组的时候判断 `i == iMax` 有关了，否则这里就要用 `i == iMax -1` 来判断是否到达数组的最后一个元素了。” “哦----------”三妹似乎明白了什么。 ### 07、数组转 List 尽管数组非常强大，但它自身可以操作的工具方法很少，比如说判断数组中是否包含某个值。如果能转成 List 的话，就简便多了，因为 Java 的集合框架 List 中封装了很多常用的方法。 ```java String[] intro = new String[] { "沉", "默", "王", "二" }; List rets = Arrays.asList(intro); System.out.println(rets.contains("二")); ``` 不过需要注意的是，`Arrays.asList()` 返回的是 `java.util.Arrays.ArrayList`，并不是 `java.util.ArrayList`，它的长度是固定的，无法进行元素的删除或者添加。 ```java rets.add("三"); rets.remove("二"); ``` 这个在编码的时候一定要注意，否则在执行这两个方法的时候，会抛出异常： ``` Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException at java.base/java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:153) at java.base/java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:111) ``` 要想操作元素的话，需要多一步转化，转成真正的 `java.util.ArrayList`： ```java List rets1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(intro)); rets1.add("三"); rets1.remove("二"); ``` ### 08、setAll Java 8 新增了 `setAll()` 方法，它提供了一个函数式编程的入口，可以对数组的元素进行填充： ```java int[] array = new int[10]; Arrays.setAll(array, i -> i * 10); System.out.println(Arrays.toString(array)); ``` “这段代码什么意思呢？”三妹问。 i 就相当于是数组的下标，值从 0 开始，到 9 结束，那么 `i * 10` 就意味着值从 0 * 10 开始，到 9 * 10 结束，来看一下输出结果： ``` [0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90] ``` 可以用来为新数组填充基于原来数组的新元素。 ### 09、parallelPrefix `parallelPrefix()` 方法和 `setAll()` 方法一样，也是 Java 8 之后提供的，提供了一个函数式编程的入口，通过遍历数组中的元素，将当前下标位置上的元素与它之前下标的元素进行操作，然后将操作后的结果覆盖当前下标位置上的元素。 ```java int[] arr = new int[] { 1, 2, 3, 4}; Arrays.parallelPrefix(arr, (left, right) -> left + right); System.out.println(Arrays.toString(arr)); ``` 上面代码中有一个 Lambda 表达式（`(left, right) -> left + right`），是什么意思呢？上面这段代码等同于： ```java int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4}; Arrays.parallelPrefix(arr, (left, right) -> { System.out.println(left + "，" + right); return left + right; }); System.out.println(Arrays.toString(arr)); ``` 来看一下输出结果就明白了： ``` 1，2 3，3 6，4 [1, 3, 6, 10] ``` 也就是说， Lambda 表达式执行了三次： - 第一次是 1 和 2 相加，结果是 3，替换下标为 1 的位置 - 第二次是 3 和 3 相加，结果是 6，也就是第一次的结果和下标为 2 的元素相加的结果 - 第三次是 6 和 4 相加，结果是 10，也就是第二次的结果和下标为 3 的元素相加的结果 ### 10、总结 “好了，三妹，就先学到这吧。如果你以后翻 Java 源码的时候，只要是用到数组的，尤其是 ArrayList 类，就可以看到 Arrays 类的很多影子。” “嗯嗯，我先复习一下这节的内容。哥，你去休息吧。” 我来到客厅，坐到沙发上，捧起黄永玉先生的《无愁河上的浪荡汉子·八年卷 1》看了起来，津津有味。。。。。。 ![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/xingbiaogongzhonghao.png)