JDK1.8源码(四)——java.util.Arrays类
一、概述
1、介绍
Arrays 类是 JDK1.2 提供的一个工具类,提供处理数组的各种方法,基本上都是静态方法,能直接通过类名Arrays调用。
二、类源码
1、asList()方法
将一个泛型数组转化为List集合返回。但是,这个List集合既不是ArrayList实例,也不是Vector实例。它是一个固定长度的 List 集合,是 Arrays 的一个内部类 java.util.Arrays.ArrayList。
代码示例:使用
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) throws Exception {
- 3 Integer[] d = {3, 1, 2};
- 4 final List<Integer> integers = Arrays.asList(d);
- 5 System.out.println(integers);
- 6 }
- 7 }
- 8
- 9 // 结果
- 10 [3, 1, 2]
源码示例:
- 1 public static <T> List<T> asList(T... a) {
- 2 return new ArrayList<>(a);
- 3 }
- 4
- 5 private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
- 6 implements RandomAccess, java.io.Serializable
- 7 {
- 8 // 源码省略,读者可自行用idea查看
- 9 }
说明:
①、定长列表,只能对其进行查看或者修改,不能进行添加或者删除操作
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) {
- 3 String[] str = {"a", "b", "c"};
- 4 List<String> list = Arrays.asList(str);
- 5 // 可以进行修改
- 6 list.set(1, "e");
- 7 System.out.println(list.toString()); // [a, e, c]
- 8
- 9 list.add("a"); //添加元素会报错 java.lang.UnsupportedOperationException
- 10 }
- 11 }
查看源码发现,该类没有add() 和 remove()方法。如果对其进行增加或者删除操作,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。源码如下:
- 1 // 类 AbstractList
- 2 public boolean add(E e) {
- 3 add(size(), e);
- 4 return true;
- 5 }
- 6
- 7 public void add(int index, E element) {
- 8 throw new UnsupportedOperationException();
- 9 }
②、引用类型的数组和基本类型的数组区别
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) {
- 3 String[] str = {"a", "b", "c"};
- 4 final List<String> list = Arrays.asList(str);
- 5 System.out.println(list.size()); // 3
- 6
- 7 int[] i = {1, 2, 3};
- 8 final List<int[]> ints = Arrays.asList(i);
- 9 System.out.println(ints.size()); // 1
- 10
- 11 Integer[] in = {1, 2, 3};
- 12 final List<Integer> integers = Arrays.asList(in);
- 13 System.out.println(integers.size()); // 3
- 14 }
- 15 }
类类型才是泛型,基本数据类型不能作为泛型的参数。读者根据上面结果自行体会一下。
③、返回的是原数组的里的引用,不是独立出来的集合对象
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) {
- 3 String[] str = {"a", "b", "c"};
- 4 List<String> listStr = Arrays.asList(str);
- 5 System.out.println(Arrays.toString(str)); // [a, b, c]
- 6
- 7 listStr.set(0, "d");
- 8
- 9 System.out.println(Arrays.toString(str)); // [d, b, c]
- 10 }
- 11 }
这里,修改的是返回的集合的内容,但是原数组的内容也变化了,所以只是返回了原数组的一个视图。如果希望返回一个全新的集合,可以如下:
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) {
- 3 String[] str = {"a", "b", "c"};
- 4
- 5 ArrayList<String> strings = new ArrayList<>(Arrays.asList(str));
- 6 strings.add("d");
- 7
- 8 System.out.println(Arrays.toString(str)); // [a, b, c]
- 9 System.out.println(strings); // [a, b, c, d]
- 10 }
- 11 }
2、sort()方法
用于数组排序,有一系列重载方法。注意,如果是 Object 类型,需要实现Comparable接口或者传入一个比较器 Comparator ,使其具有可比性。可以参考这篇。Java比较器。
源码示例:
- 1 public static void sort(int[] a) {
- 2 DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);
- 3 }
这个方法的源码很长,分别对数组的长度进行了各种算法的划分,包括快速排序,插入排序,冒泡排序都有使用。详细源码可以参考这篇博客。
3、binarySearch()方法
用于数组查找,是基于二分查找算法实现,有一系列重载方法,适用于各种基本数据类型以及对象数组。
值得注意的是:调用此方法,要求待查找的数组有序。存在,返回元素下标;不存在,返回一个负数(不是 -1)。
源码示例:
- 1 public static int binarySearch(int[] a, int key) {
- 2 return binarySearch0(a, 0, a.length, key);
- 3 }
- 4
- 5 // 典型的二分查找算法
- 6 private static int binarySearch0(int[] a, int fromIndex, int toIndex,
- 7 int key) {
- 8 int low = fromIndex;
- 9 int high = toIndex - 1;
- 10
- 11 while (low <= high) {
- 12 int mid = (low + high) >>> 1;
- 13 int midVal = a[mid];
- 14
- 15 if (midVal < key)
- 16 low = mid + 1;
- 17 else if (midVal > key)
- 18 high = mid - 1;
- 19 else
- 20 return mid; // key found
- 21 }
- 22
- 23 // 找不到,返回并不是 -1
- 24 return -(low + 1); // key not found.
- 25 }
4、copyOf()方法
拷贝数组元素。底层采用 System.arraycopy() 实现,这是一个native方法。
注意:这个方法在ArrayList源码扩容时,也是用的它。
代码示例:
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) {
- 3 int[] old = {1, 3, 2};
- 4
- 5 int[] ints = Arrays.copyOf(old, 5);
- 6 System.out.println(Arrays.toString(ints)); // [1, 3, 2, 0, 0]
- 7
- 8 int[] ints1 = Arrays.copyOf(old, 1);
- 9 System.out.println(Arrays.toString(ints1)); // [1]
- 10 }
- 11 }
源码示例:
- 1 // Arrays类
- 2 public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {
- 3 int[] copy = new int[newLength];
- 4 System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
- 5 // 长度是旧数组长度 与 新长度 取小
- 6 Math.min(original.length, newLength));
- 7 return copy;
- 8 }
- 9
- 10 // System类
- 11 public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,
- 12 Object dest, int destPos,
- 13 int length);
src:源数组
srcPos:源数组要复制的起始位置
dest:目的数组
destPos:目的数组放置的起始位置
length:复制的长度
注意:src 和 dest都必须是同类型或者可以进行转换类型的数组。
5、equals()/deepEquals()方法
①、equals
用于比较两个数组中对应位置的每一个元素是否相等。
源码示例:
- 1 // 基本数据类型数组比较
- 2 public static boolean equals(int[] a, int[] a2) {
- 3 // 引用相等,则相同
- 4 if (a==a2)
- 5 return true;
- 6 if (a==null || a2==null)
- 7 return false;
- 8
- 9 int length = a.length;
- 10 // 长度不同,则不相同
- 11 if (a2.length != length)
- 12 return false;
- 13
- 14 // 循环依次比较数组中每个元素是否相等
- 15 for (int i=0; i<length; i++)
- 16 if (a[i] != a2[i])
- 17 return false;
- 18
- 19 return true;
- 20 }
- 21
- 22 // 引用类型数组比较
- 23 public static boolean equals(Object[] a, Object[] a2) {
- 24 if (a==a2)
- 25 return true;
- 26 if (a==null || a2==null)
- 27 return false;
- 28
- 29 int length = a.length;
- 30 if (a2.length != length)
- 31 return false;
- 32
- 33 for (int i=0; i<length; i++) {
- 34 Object o1 = a[i];
- 35 Object o2 = a2[i];
- 36
- 37 // 对象相同通过 equals 方法判断
- 38 if (!(o1==null ? o2==null : o1.equals(o2)))
- 39 return false;
- 40 }
- 41
- 42 return true;
- 43 }
②、deepEquals
比较两个数组的元素是否相等,可以嵌套任意层次的数组。
源码就是递归的使用 deepEquals 判断每一层的数组是否相同。
代码示例:
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) {
- 3 String[][] name1 = {{"G", "a", "o"}, {"H", "u", "a", "n"}, {"j", "i", "e"}};
- 4 String[][] name2 = {{"G", "a", "o"}, {"H", "u", "a", "n"}, {"j", "i", "e"}};
- 5
- 6 System.out.println(Arrays.equals(name1, name2));// false
- 7 System.out.println(Arrays.deepEquals(name1, name2));// true
- 8 }
- 9 }
6、fill()方法
该系列方法用于给数组赋值,并能指定某个范围赋值。
代码示例:
- 1 public class Main {
- 2 public static void main(String[] args) {
- 3 int[] arr = new int[4];
- 4 System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [0, 0, 0, 0]
- 5
- 6 Arrays.fill(arr, 6);
- 7 System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [6, 6, 6, 6]
- 8 }
- 9 }
源码示例:
- 1 // 不写注释也能看懂的代码
- 2 public static void fill(int[] a, int val) {
- 3 for (int i = 0, len = a.length; i < len; i++)
- 4 a[i] = val;
- 5 }
- 6
- 7 public static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val) {
- 8 rangeCheck(a.length, fromIndex, toIndex);
- 9 for (int i = fromIndex; i < toIndex; i++)
- 10 a[i] = val;
- 11 }
7、toString 和 deepToString方法
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。
参考文档:https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Arrays.html
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