Java 数组最佳指南,快收藏让它吃灰
两年前,我甚至写过一篇文章,吐槽数组在 Java 中挺鸡肋的,因为有 List 谁用数组啊,现在想想那时候的自己好幼稚,好可笑。因为我只看到了表面现象,实际上呢,List 的内部仍然是通过数组实现的,比如说 ArrayList,在它的源码里可以看到下面这些内容:
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
* will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*
* @serial
*/
private int size;
数组在 Java 中,必须算是核心,神一般的存在。
01、什么是数组
按照 Javadoc 给出的解释,数组是一个对象,它包含了一组固定数量的元素,并且这些元素的类型是相同的。数组会按照索引的方式将元素放在指定的位置上,意味着我们可以通过索引来访问到这些元素。在 Java 中,索引是从 0 开始的。
我们可以将数组理解为一个个整齐排列的单元格,每个单元格里面存放着一个元素。
数组元素的类型可以是基本数据类型(比如说 int、double),也可以是引用数据类型(比如说 String),包括自定义类型的对象。
了解了数组的定义后,让我们来深入地研究一下数组的用法。
在 Java 中,数组的声明方式有两种。
先来看第一种:
int[] anArray;
再来看第二种:
int anOtherArray[];
不同之处就在于中括号的位置,是紧跟类型,还是放在变量名的后面。前者比后者的使用频率更高一些。
接下来就该看看怎么初始化数组了,同样有多种方式可以初始化数组,比如说最常见的是:
int[] anArray = new int[10];
使用了 new 关键字,对吧?这就意味着数组的确是一个对象。然后,在方括号中指定了数组的长度,这是必须的。
这时候,数组中的每个元素都会被初始化为默认值,int 类型的就为 0,Object 类型的就为 null。
另外,还可以使用大括号的方式,直接初始化数组中的元素:
int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
这时候,数组的元素分别是 1、2、3、4、5,索引依次是 0、1、2、3、4。
02、访问数组
前面提到过,可以通过索引来访问数组的元素,就像下面这样:
anArray[0] = 10;
System.out.println(anArray[0]);
通过数组的变量名,加上中括号,加上元素的索引,就可以访问到数组,通过“=”操作符进行赋值。
如果索引的值超出了数组的界限,就会抛出 ArrayIndexOutOfBoundException
,关于这方面的知识,我之前特意写过一篇文章,如果你感兴趣的话,可以跳转过去看看。
为什么会发生ArrayIndexOutOfBoundsException
我觉得原因挺有意思的。
既然数组的索引是从 0 开始,那就是到数组的 length - 1
结束,不要使用超出这个范围内的索引访问数组,就不会抛出数组越界的异常了。
03、遍历数组
当数组的元素非常多的时候,逐个访问数组就太辛苦了,所以需要通过遍历的方式。
第一种,使用 for 循环:
int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < anOtherArray.length; i++) {
System.out.println(anOtherArray[i]);
}
通过 length 属性获取到数组的长度,然后索引从 0 开始遍历,就得到了数组的所有元素。
第二种,使用 for-each 循环:
for (int element : anOtherArray) {
System.out.println(element);
}
如果不需要关心索引的话(意味着不需要修改数组的某个元素),使用 for-each 遍历更简洁一些。当然,也可以使用 while 和 do-while 循环。
04、可变参数
可变参数用于将任意数量的参数传递给方法:
void varargsMethod(String... varargs) {}
varargsMethod()
方法可以传递任意数量的字符串参数,可以是 0 个或者 N 个,本质上,可变参数就是通过数组实现的,为了证明这一点,我们可以通过 jad 反编译一下字节码:
public class VarargsDemo
{
public VarargsDemo()
{
}
transient void varargsMethod(String as[])
{
}
}
所以我们其实可以直接将数组作为参数传递给可变参数的方法:
VarargsDemo demo = new VarargsDemo();
String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序员"};
demo.varargsMethod(anArray);
也可以直接传递多个字符串,通过逗号隔开的方式:
demo.varargsMethod("沉默王二", "一枚有趣的程序员");
05、把数组转成 List
List 封装了很多常用的方法,方便我们对集合进行一些操作,而如果直接操作数组的话,多有不便,因此有时候我们需要把数组转成 List。
最原始的方式,就是通过遍历数组的方式,一个个将数组添加到 List 中。
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
List<Integer> aList = new ArrayList<>();
for (int element : anArray) {
aList.add(element);
}
更优雅的方式是通过 Arrays 类的 asList()
方法:
List<Integer> aList = Arrays.asList(anArray);
但需要注意的是,该方法返回的 ArrayList 并不是 java.util.ArrayList
,它其实是 Arrays 类的一个内部类:
private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements RandomAccess, java.io.Serializable{}
如果需要添加元素或者删除元素的话,最好把它转成 java.util.ArrayList
。
new ArrayList<>(Arrays.asList(anArray));
06、把数组转成 Stream
Java 8 新增了 Stream 流的概念,这就意味着我们也可以将数组转成 Stream 进行操作,而不是 List。
String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序员", "好好珍重他"};
Stream<String> aStream = Arrays.stream(anArray);
也可以直接对数组的元素进行剪辑,通过指定索引的方式:
Stream<String> anotherStream = Arrays.stream(anArray, 1, 3);
结果包含"一枚有趣的程序员"和"好好珍重他",1 这个索引位置包括,3 这个索引位置不包括。
07、数组排序
Arrays 类提供了一个 sort()
方法,可以对数组进行排序。
- 基本数据类型按照升序排列
- 实现了 Comparable 接口的对象按照
compareTo()
的排序
来看第一个例子:
int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
Arrays.sort(anArray);
排序后的结果如下所示:
[1, 2, 4, 5, 8]
来看第二个例子:
String[] yetAnotherArray = new String[] {"A", "E", "Z", "B", "C"};
Arrays.sort(yetAnotherArray, 1, 3,
Comparator.comparing(String::toString).reversed());
只对 1-3 位置上的元素进行反序,所以结果如下所示:
[A, Z, E, B, C]
08、数组搜索
有时候,我们需要从数组中查找某个具体的元素,最直接的方式就是通过遍历的方式:
int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
for (int i = 0; i < anArray.length; i++) {
if (anArray[i] == 4) {
System.out.println("找到了 " + i);
break;
}
}
上例中从数组中查询元素 4,找到后通过 break 关键字退出循环。
如果数组提前进行了排序,就可以使用二分查找法,这样效率就会更高一些。Arrays.binarySearch()
方法可供我们使用,它需要传递一个数组,和要查找的元素。
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
int index = Arrays.binarySearch(anArray, 4);
09、总结
除了一维数组,还有二维数组,但说实话,二维数组不太常用,这里就不再介绍了,感兴趣的话,可以尝试打印以下杨辉三角。
这篇文章,我们介绍了 Java 数组的基本用法和一些高级用法,我想小伙伴们应该已经完全掌握了。
我是沉默王二,一枚有趣的程序员。如果觉得文章对你有点帮助,请微信搜索「 沉默王二 」第一时间阅读。
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