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Java 数组,看这一篇就够了

在 Java 泛型出现之前,只有数组可以用来存储指定类型的对象;在自动装箱机制出现之前,只有数组可以用来存储基本数据类型;也就是说,在泛型和自动装箱机制出现之前,数组在 Java 当中的分量举足轻重。

况且数组还是一种效率最高的存储和随机访问对象序列的方式,但遗憾的是,数组的长度是固定的——举个例子,创建它的时候指定长度是 6,就只能存储 6 个元素,当你想放第 7 个元素时,是无法做到的。

随着计算机硬件能力的提升,开发人员在存储一组数据的时候更愿意使用 ArrayList 而不是数组。尽管 ArrayList 内部是通过数组实现的,但与数组相比,它的容量能够自动增长,还有很多数组没有的特性。能不使用数组就别使用数组,除非要用数组来改善性能问题。

01、创建数组

让我们来给Java数组下一个明确的定义——数组用来存储固定长度同类型元素。

示例如下:

int[] ints = new int[3];
ints[0] = 1;
ints[1] = 2;
ints[2] = 3;

int ints1[] = new int[3];

int[] ints2 = { 1, 2, 3 };
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int[] ints相较于int ints1[]是优选的声明方式, int ints1[]风格来自于 C/C++ 语言 ,便于 C/C++ 程序员能够快速地理解Java语言。

数组的创建方式有两种,一种是通过new关键字,同时指定长度,然后通过array[index] = value的方式赋值;另外一种方式是通过{value1, value2, ...}的方式直接创建并同时赋值。

最常见的应用如下(日期的占位符字符串):

private static String[] parsePatterns = { "yyyy-MM-dd", "yyyy-MM-dd HH:mm:ss", "yyyy-MM-dd HH:mm", "yyyy-MM", "yyyy/MM/dd",
			"yyyy/MM/dd HH:mm:ss", "yyyy/MM/dd HH:mm", "yyyy/MM", "yyyy.MM.dd", "yyyy.MM.dd HH:mm:ss", "yyyy.MM.dd HH:mm", "yyyy.MM" };
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02、小心length

在使用List和Map的时候,可以直接通过size()方法获取容器的实际大小(长度)。数组也有一个关键字length来获取大小(长度),但意思大不相同。length只表示数组所能够容纳元素的大小,而并非数组的实际大小。

举例如下:

int[] ints = new int[3];
ints[0] = 1;
ints[1] = 2;

System.out.println(ints.length); // 输出3
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尽管ints的实际长度为2,但ints.length的长度却为3——要小心了。

03、Arrays工具类

Java的设计者可谓良苦用心,特意为数组设计了一个专属工具类——java.util.Arrays,里面有几个常用的方法我们来介绍一下。

1)sort()

sort()方法用来对数组进行排序,该方法要求数组的元素要实现Comparable接口。如果排序的元素不是String或者基本数据类型,就需要主动实现Comparable接口(基本数据类型和String本身已经实现了Comparable接口)。

示例如下:

String[] strs = {"沉", "默","王", "二"};

Arrays.sort(strs);
System.out.println(Arrays.toString(strs));
// 输出[二, 沉, 王, 默]
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sort()方法排序后的结果就是[二, 沉, 王, 默]。

2)binarySearch()

binarySearch()方法用来对数组进行二分查找(返回值所在的下标,未找到的话返回-1),调用该方法之前必须要先排序。

示例如下:

String[] strs = {"沉", "默","王", "二"};

Arrays.sort(strs);
System.out.println(Arrays.binarySearch(strs, "二"));
// 排序后的结果为[二, 沉, 王, 默]
// 二分查找的结果范围0
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由于sort()方法排序后的结果为[二, 沉, 王, 默],所以Arrays.binarySearch(strs, "二")返回下标值0。

3)asList()

asList()方法用来将数组转化成List(ArrayList),源码如下:

public static <T> List<T> asList(T... a) {
    return new ArrayList<>(a);
}
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那如何将List转化成数组呢?通过List的toArray()方法。可参照下例体验由数组定义方式不同带来的细微差别。

String[] strs = {"沉", "默","王", "二"};

List<String> list = Arrays.asList(strs);
System.out.println(list);
// 输出[沉, 默, 王, 二]

String[] strs1 = new String[list.size()];
System.out.println(Arrays.toString(list.toArray(strs1)));
// 输出 [沉, 默, 王, 二]

String[] strs2 = new String[5];
System.out.println(Arrays.toString(list.toArray(strs2)));
// 输出 [沉, 默, 王, 二, null]

String[] strs3 = new String[1];
System.out.println(Arrays.toString(list.toArray(strs3)));
// 输出 [沉, 默, 王, 二]

String[] strs4 = {};
System.out.println(Arrays.toString(list.toArray(strs4)));
// 输出 [沉, 默, 王, 二]
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当声明的数组大小超出List的大小后,toArray()方法会对转换后的数组进行补位(null)。

4)toString()

toString()方法用来将数组进行字符串格式的输出([value1, value2, value3, ...]的格式),源码如下:

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(", ");
    }
}
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