Java开发笔记（二十三）数组工具Arrays

2018-11-20 03:18:41来源：博客园阅读 ()

数组作为一种组合形式的数据类型，必然要求提供一些处理数组的简便办法，包括数组比较、数组复制、数组排序等等。为此Java专门设计了Arrays工具，该工具包含了几个常用方法，方便程序员对数组进行加工操作。Arrays工具的方法说明如下：

		Arrays.equals(a1, a2); // 判断a1和a2两个数组是否相等，也就是每个元素是否都相等
		Arrays.fill(a, val); // 往数组a全部填入指定的数值val
		dest = Arrays.copyOf(src, newLength); // 把数组src的内容赋值给数组dest，且dest的长度为newLength
		Arrays.sort(a); // 对数组a的内部元素进行排序，结果是按照升序排序

下面分别对以上的四个数组处理方法进行介绍：

1、Arrays.equals方法
前面说过，双等号“==”可用来判断两个变量的数值是否相等，但“==”只适合基本变量类型之间的比较，例如比较两个整型变量是否相等、两个双精度数是否相等、两个布尔变量是否相等。如果两个数组变量通过“==”进行相等判断，则比较的是这两个数组是否为同一个数组，而不是比较两个数组的所有元素是否都相等。要想判断两个数组内部的每个元素是否一一相等，就必须通过Arrays工具的equals方法来辨别。equals方法返回true表示两个数组的所有元素都相等，返回false表示两个数组至少有一个元素不相等。

2、Arrays.fill方法
在声明数组变量的时候，经常需要对它进行初始化赋值，比如书店进了十本书，每本书的售价都是99元，那么按照常规写法只能书写十遍99，就像下面代码这样：

		// 构造一个包含十个99的数组变量
		int[] prices = {99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99};

显然输入重复的数字是个负担，尤其重复数量很多的时候更甚。现在利用Arrays的fill方法，只需一行代码即可对该数组的所有元素都填上相同的数值，于是数组的初始赋值代码便优化为下面这样：

		// 声明一个整型数组，数组大小为10
		int[] prices = new int[10];
		// 给整型数组的每个元素全部填写99
		Arrays.fill(prices, 99);
		// 打印整型数组的所有元素数值
		for (int price : prices) {
			System.out.println("price = "+price);
		}

3、Arrays.copyOf方法
把一个数组变量赋值给另一个数组变量，似乎可以用等号直接赋值，这种情况在一般情况下没有问题。但若是赋值之后修改了原数组的某个元素，那就出现问题了。譬如以下的演示代码，先把数组变量pricesOrigin赋值给pricesAssign，接着修改原数组pricesOrigin的元素值，再去打印新数组pricesAssign的所有元素：

		// 声明一个整型数组，数组大小为5，并且5个元素全为99
		int[] pricesOrigin = {99, 99, 99, 99, 99};
		// 复制数组的第一个办法：利用等号直接赋值
		int[] pricesAssign = pricesOrigin;
		pricesOrigin[1] = 80;
		for (int price : pricesAssign) {
			System.out.println("assign price = "+price);
		}

运行以上的演示代码，完整的日志输出如下所示：

assign price = 99
assign price = 80
assign price = 99
assign price = 99
assign price = 99

没想到打印出来的第二个数组元素竟然变了，可是演示代码明明只改了原数组pricesOrigin，并未修改新数组pricesAssign呀。让测试程序出现神经错乱的缘故，乃是数组之间的等号赋值相当于给数组起个别名，并非从头到尾完整复制一个新数组出来。既然只是起了个别的名称，那么实际上还是原名称所指的数组，无非是该数组有两个姓名罢了。
显然这个情况不是程序员期望的结果，程序员的本意是复制另外的数组，新数组不再与原数组有任何关联，大家井水不犯河水，互不干涉、互不影响。最好克隆一个一模一样的新数组出来，Java恰巧给每个数组变量都提供了clone方法，该方法正是拿来克隆数组用的。克隆出来的新数组有分配单独的存储空间，并且数组元素的数值与原数组完全一致，如此便实现了正常意义上的数组赋值功能。利用clone方法复制数组变量的示例代码如下：

		// 复制数组的第二个办法：调用原数组的clone方法
		int[] pricesClone = pricesOrigin.clone();
		pricesOrigin[1] = 80;
		for (int price : pricesClone) {
			System.out.println("clone price = "+price);
		}

运行如上的示例代码，得到下面的日志输出结果：

clone price = 99
clone price = 99
clone price = 99
clone price = 99
clone price = 99

可见此时修改了原数组的元素数值，并没有改变新数组的元素值，真正做到了完整的复制操作。
不过clone方法人如其名，它把原数组的所有元素一个不漏全部复制到新数组，这意味着，如果只想复制部分元素给新数组，那末clone方法就无能为力了。为此，Java给Arrays工具增配了一个copyOf方法，该方法允许从来源数组复制若干元素给目标数组。当待复制的元素个数恰好等于原数组的大小时，copyOf方法的作用等同于数组变量的clone方法。下面是通过copyOf方法将数组原样复制到新数组的代码例子：

		// 复制数组的第三个办法：调用Arrays工具的copyOf方法
		int[] pricesCopy = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length);
		pricesOrigin[1] = 80;
		for (int price : pricesCopy) {
			System.out.println("copy price = "+price);
		}

从上面代码看到，copyOf方法身后跟着两个参数，第一个参数是原数组的名称，第二个参数是要复制的元素个数。接下来把第二个参数改小一点，看看copyOf方法是否真的支持只复制部分元素？于是第二个参数改为“pricesOrigin.length-1”之后的代码如下所示：

		// 改变copyOf方法的第二个参数值，允许复制指定大小的数组元素
		int[] pricesPart = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length-1);
		for (int price : pricesPart) {
			System.out.println("part price = "+price);
		}

重新运行修改后的数组复制代码，日志输出结果见下：

part price = 99
part price = 99
part price = 99
part price = 99

这下看到新数组的元素只有四个，而原数组共有五个元素，说明此时的确只复制了部分元素。
Arrays工具的copyOf方法还有个妙用，比如有个数组分配了初始大小为5，现在想把该数组的长度扩大到10，这时利用copyOf方法就能动态调整数组的大小。具体做法是：调用copyOf方法之时，来源数组和目标数组都填该数组的名称，然后待复制的元素大小填写扩大后的长度。下面的代码便演示了如何将某数组的大小拉长一位：

		// 把copyOf方法的返回值赋给原数组，可以动态调整该数组的大小
		pricesOrigin = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length+1);
		for (int price : pricesOrigin) {
			System.out.println("origin price = "+price);
		}

运行调整数组大小的演示代码，观察到以下的日志输出：

origin price = 99
origin price = 99
origin price = 99
origin price = 99
origin price = 99
origin price = 0

由此可见，数组大小果然增大了一位，并且新增的数组元素值为0，这正是整型变量的默认数值。

4、Arrays.sort方法
顾名思义，Arrays工具的sort方法是给数组元素排序的，并且排序结果为升序。sort方法用起来很简单，只要把待排序的数组名称填进圆括号，编译器就会自动完成该数组的排序任务。举个给整型数组排序的例子，简单的Java实现代码如下：

		int[] pricesOrigin = {99, 80, 18, 68, 8};
		// 对整型数组pricesOrigin里的元素进行排序操作，sort方法得到的结果是升序排列
		Arrays.sort(pricesOrigin);
		for (int price : pricesOrigin) {
			System.out.println("origin price = "+price);
		}

运行上述的排序代码，得到下面的结果日志：

origin price = 8
origin price = 18
origin price = 68
origin price = 80
origin price = 99

从日志看到，排序后的数组元素从小到大打印，很明显这是升序排列。
当然，在前面的例子中，数组元素早在声明数组时便初始化赋值了，实战性不强。接下来尝试动态生成一个随机数数组，再对该数组进行排序，这样更贴近实际业务。详细的实现代码可能涉及到数组、循环、冒号跳转等技术，有兴趣的朋友不妨动手实践。下面是随机数组生成并排序的代码例子：

		int[] numbers = new int[20];
		loop : for (int i=0; i<numbers.length; i++) {
			// 生成一个小于100的随机整数
			int item = (int) Math.round(Math.random()*1000%100);
			// 下面的循环用来检查数组中是否已经存在该随机数
			for (int j=0; j<i; j++) {
				if (numbers[j] == item) {
					i--;
					// 已经存在该随机数，则继续第一层循环，重新生成随机数
					continue loop;
				}
			}
			// 原数组不存在该随机数，则把随机数加入到数组中
			numbers[i] = item;
		}
		// 对整型数组numbers里的元素进行排序操作，sort方法得到的结果是升序排列
		Arrays.sort(numbers);
		for (int number : numbers) {
			System.out.println("number = "+number);
		}

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