从基础到进阶：Java数组的可变参数与高级操作今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起
今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。
我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。
小伙伴们在批阅的过程中，如果觉得文章不错，欢迎点赞、收藏、关注哦。三连即是对作者我写作道路上最好的鼓励与支持！
前言
在之前的几篇文章中，我们已经对Java数组的基本概念、常见操作以及在实际开发中的应用进行了深入学习。这些内容包括如何使用数组进行排序、搜索、数据存储与处理，配合具体案例和代码示例，展示了数组在不同开发场景中的应用方式。这些学习为我们今天探讨Java数组的高级特性打下了坚实的基础。
随着开发项目复杂性的增加，基础的数组操作可能无法满足所有需求。掌握数组的高级特性，能够帮助开发者更高效地解决问题，并优化代码性能。本期内容将深入讲解Java数组的一些高级特性，包括可变参数、数组与集合类的相互转换、深拷贝与浅拷贝，以及Java 8引入的Stream API对数组操作的支持等内容。
摘要
本文将介绍Java数组的一些重要高级特性，涵盖可变参数、数组与集合之间的转换、深拷贝与浅拷贝的实现，以及使用Java 8+ 的Stream API对数组进行操作的方法。我们将通过代码示例来深入解析这些特性的实现原理及其实际应用场景，帮助读者在面对复杂开发任务时，能够更自如地使用数组，从而提升Java编程的效率和能力。
概述
数组的可变参数
Java 5引入的可变参数特性，使得我们可以在方法中接收数量不定的参数。可变参数在内部实际上是以数组形式处理的，这意味着我们可以利用数组的特性在方法中进行各种操作。
public class VarargsExample {
public static void main(String[] args) {
printNumbers(1, 2, 3, 4, 5);
}
public static void printNumbers(int... numbers) {
for (int number : numbers) {
System.out.println(number);
}
}
}
在这个例子中，printNumbers方法使用了可变参数int... numbers，可以接收任意数量的整数，并以数组形式处理这些参数。
代码解析：
如下是对上述代码的详细解析，仅供参考：
这段代码展示了Java中的可变参数（varargs）特性。可变参数允许你在方法中传递数量不定的参数，并且这些参数在方法内部被处理为一个数组。以下是对代码的详细解释：
1. 主方法 main
main方法是Java程序的入口点。当程序运行时，main方法首先被执行。printNumbers(1, 2, 3, 4, 5);这一行调用了printNumbers方法，并传入了5个整数参数。这些参数会被作为可变参数传递给printNumbers方法。
2. printNumbers 方法
printNumbers(int... numbers)这个方法使用了可变参数特性。关键部分是int... numbers，这意味着方法可以接收任意数量的int类型参数。这些参数在方法内部被视为一个数组numbers，可以像操作数组一样操作它们。for (int number : numbers)是增强型for循环，用于遍历numbers数组中的每一个元素。System.out.println(number);这行代码负责输出每个number的值。程序会依次打印传入的5个数字。
3.总结
- 可变参数: 可变参数提供了一种方便的方式来定义接受任意数量参数的方法。它简化了调用不同参数数量方法的工作。
- 数组处理: 可变参数在方法内部被当作数组处理，因此你可以对它们执行所有适用于数组的操作，如遍历、长度获取等。
- 增强型
for循环: 代码中使用了增强型for循环遍历数组，使得代码更简洁、易读。
在这个简单的例子中，printNumbers 方法展示了如何使用可变参数来处理不定数量的输入，并对其进行操作或输出。这种特性非常适合用于需要处理多种输入场景的方法设计。
数组与集合的转换
在实际开发中，我们常常需要将数组转换为集合类（如List），以便更灵活地操作数据。Java提供了多种方法来实现这种转换，Arrays.asList()方法是其中最常用的一种。
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class ArrayToListExample {
public static void main(String[] args) {
String[] array = {"Apple", "Banana", "Orange"};
// 将数组转换为List
List<String> list = Arrays.asList(array);
// 输出List中的元素
System.out.println(list);
}
}
在这个示例中，Arrays.asList(array)方法将一个数组转换为了List对象，方便在集合框架中进行操作。
代码解析：
如下是对上述代码的详细解析，仅供参考：这段代码展示了如何将一个数组转换为Java的集合类List，并且将转换后的List对象打印出来。代码主要利用了java.util.Arrays类中的asList方法，这个方法提供了一种快捷的方式将数组转化为List集合。
首先，这段代码中定义了一个字符串数组，数组包含了三个元素：“Apple”、“Banana”和“Orange”。在Java中，数组是一种基本的数据结构，用于存储固定大小的同类型数据。然而，数组的操作相对有限，而Java的集合框架则提供了更为丰富的操作集合数据的工具。
接下来，通过Arrays.asList(array)，数组被转换为一个List集合。asList方法是Arrays类中的一个静态方法，它接收一个数组作为参数，并返回一个基于该数组的List视图。这意味着生成的List并不是独立于原数组的一个全新集合，而是直接映射到原数组的数据。如果修改了数组中的元素，List中的元素也会随之改变，反之亦然。
值得注意的是，通过asList方法生成的List集合的大小是固定的，不能执行添加或删除操作，尝试这么做会抛出UnsupportedOperationException异常。这是因为asList方法返回的List是一个基于数组的固定大小的集合，只能修改其元素，不能改变集合的大小。
最后，通过System.out.println(list);，将List集合中的元素输出到控制台。List集合的toString方法被调用，它将集合中的元素用逗号分隔，放在方括号内，这使得打印输出的结果直观易读。
总结来说，这段代码简单明了地演示了如何从数组到集合的转换，并且通过这种转换，可以利用Java集合框架的丰富功能来操作数组中的数据。通过Arrays.asList，可以将数组快速转换为List，从而使得数据操作更加灵活。然而，开发者需要注意的是，由于转换后的List仍然依赖于原数组，因此在对集合进行修改时要小心处理，以避免引发意外的错误或异常。
深拷贝与浅拷贝
在Java中，数组的拷贝可以分为深拷贝和浅拷贝。浅拷贝仅复制数组的引用，导致新数组与原数组指向同一内存地址；而深拷贝则是复制整个数组对象，从而使两个数组相互独立。
public class CopyExample {
public static void main(String[] args) {
int[] original = {1, 2, 3};
// 浅拷贝
int[] shallowCopy = original;
// 深拷贝
int[] deepCopy = original.clone();
// 修改原数组
original[0] = 99;
// 打印结果
System.out.println("Original array: " + Arrays.toString(original));
System.out.println("Shallow copy: " + Arrays.toString(shallowCopy));
System.out.println("Deep copy: " + Arrays.toString(deepCopy));
}
}
这个示例展示了浅拷贝和深拷贝的差异。浅拷贝的数组在原数组发生变化时也会改变，而深拷贝则保持独立，互不影响。
代码解析：
如下是对上述代码的详细解析，仅供参考：
这段代码展示了Java中浅拷贝和深拷贝的概念及其区别。通过这个例子，你可以理解在修改原始数组时，浅拷贝和深拷贝如何表现不同。
浅拷贝
在代码中，浅拷贝是通过直接将原始数组的引用赋值给一个新变量 shallowCopy 来实现的。这意味着 shallowCopy 并没有创建一个新的数组，而是指向了原始数组 original 在内存中的同一个位置。因此，shallowCopy 只是 original 的另一个名称，它们共享同一块内存。当你通过 shallowCopy 访问数组中的元素时，实际上是在访问 original 中的元素。
因此，当你修改 original 数组中的元素时，shallowCopy 数组也会反映出这些变化，因为它们本质上是同一个数组。这种浅拷贝的方式在不需要独立副本的情况下非常高效，因为它避免了创建新数组的开销。
深拷贝
与浅拷贝不同，深拷贝是通过调用 clone() 方法来创建的。clone() 方法会创建一个新的数组对象，这个新数组是原始数组的一个独立副本。换句话说，deepCopy 是 original 的一个完全独立的副本，它们占用不同的内存空间。虽然它们包含相同的元素，但修改 original 数组不会影响 deepCopy 数组，反之亦然。
在代码中，当你对 original 数组的第一个元素进行了修改，将其值改为 99 后，你会发现 shallowCopy 也反映了这个变化，而 deepCopy 则保持不变。这清楚地展示了深拷贝和浅拷贝之间的差异：深拷贝是完全独立的，而浅拷贝则只是对同一数据的不同引用。
总结
这段代码的核心在于演示了浅拷贝和深拷贝在Java中的具体表现：
- 浅拷贝：复制的是数组的引用，两个变量指向同一个数组对象，因此修改一个数组的内容会影响到另一个。
- 深拷贝：创建一个新数组，并将原数组的内容复制到新数组中，这样两个数组是独立的，修改一个不会影响另一个。
通过这种方式，代码展示了如何根据需求选择适当的复制方式，以确保数据的独立性或共享性。这对于开发中需要处理数组拷贝的场景是非常重要的。
Java 8+ Stream API 操作数组
Java 8 引入的Stream API，为数组和集合的操作提供了一种更加简洁高效的方式。Stream API 提供了许多强大的操作方法，如filter、map、reduce等，使得对数据的处理更加直观和高效。
import java.util.Arrays;
import java.util.stream.IntStream;
public class StreamExample {
public static void main(String[] args) {
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
// 使用Stream API求和
int sum = Arrays.stream(numbers).sum();
System.out.println("Sum: " + sum);
// 使用Stream API过滤和映射
int[] doubled = Arrays.stream(numbers)
.filter(n -> n % 2 == 0)
.map(n -> n * 2)
.toArray();
System.out.println("Doubled even numbers: " + Arrays.toString(doubled));
}
}
该示例展示了如何使用Stream API进行数组的求和、过滤和映射操作。通过链式调用，Stream API 使代码更简洁，同时增强了代码的可读性。
代码解析：
如下是对上述代码的详细解析，仅供参考：
这段代码展示了如何使用Java 8引入的Stream API来处理数组中的数据。通过Stream API，开发者可以以简洁和声明性的方式对数组进行操作，如求和、过滤、映射等。Stream API不仅使代码更简洁，还提高了代码的可读性和维护性。
背景介绍
Stream 是Java 8中引入的一种新特性，它可以用来对集合（如列表、数组）进行各种高效的操作，如过滤、映射、归约等。Stream API 允许我们以链式操作的方式处理数据流，使得代码更易于理解和维护。Stream操作有两种类型：中间操作（如filter、map）和终端操作（如sum、toArray），中间操作通常是懒加载的，而终端操作会触发整个操作链的执行。
代码解析
求和操作
int sum = Arrays.stream(numbers).sum();
这里，Arrays.stream(numbers) 将数组 numbers 转换为一个 IntStream，这是Stream API专门用于处理 int 数据类型的流。sum() 是一个终端操作，它对流中的所有元素求和，并返回结果。这个方法使得计算数组元素的和变得非常简洁。
过滤与映射操作
int[] doubled = Arrays.stream(numbers)
.filter(n -> n % 2 == 0)
.map(n -> n * 2)
.toArray();
这部分代码演示了如何通过Stream API对数组进行更复杂的操作：
-
过滤 (
filter)：filter(n -> n % 2 == 0)是一个中间操作，它筛选出数组中所有满足条件的元素。在这个例子中，条件是元素必须为偶数。 -
映射 (
map)：map(n -> n * 2)是另一个中间操作，它将每个筛选后的元素乘以2，从而得到一个新的流。 -
转换为数组 (
toArray)：最后，通过toArray()终端操作，将处理后的流转换回一个数组，并将结果存储在doubled数组中。
输出结果
System.out.println("Sum: " + sum);
System.out.println("Doubled even numbers: " + Arrays.toString(doubled));
sum的值表示数组元素的总和。doubled数组包含了所有偶数元素的两倍，结果通过Arrays.toString(doubled)输出，以便显示为一个易读的字符串格式。
关键点总结
-
流的创建：通过
Arrays.stream(numbers)将数组转化为流，这使得我们能够使用Stream API的强大功能。 -
链式操作：Stream API 允许将多个操作连接起来，形成一条操作链，从而简化了代码结构。在这个例子中，
filter和map是两个中间操作，通过链式调用来处理数据流。 -
终端操作：终端操作是流处理的最后一步，它会触发所有之前的中间操作，并生成最终结果。例子中的
sum()和toArray()都是终端操作。 -
简洁与高效：使用Stream API使得处理数组数据的代码更加简洁易懂，同时也提高了操作的效率。相比传统的循环处理方式，Stream API 更具表达性和函数式编程的风格。
通过这段代码，开发者可以看到如何利用Stream API的强大功能来对数组进行复杂的数据处理操作，并且做到代码简洁、可读性强。这种方式特别适合处理大数据集或需要进行多步数据转换的场景。
使用案例分享
案例1：动态生成数组参数
在开发过程中，有时需要根据不同的条件动态生成数组并将其传递给方法。可变参数特性使得这一需求能够轻松实现。
public class DynamicArrayExample {
public static void main(String[] args) {
String[] dynamicArray = generateArray("Hello", 3);
printMessages(dynamicArray);
}
public static String[] generateArray(String message, int count) {
String[] array = new String[count];
for (int i = 0; i < count; i++) {
array[i] = message + " " + (i + 1);
}
return array;
}
public static void printMessages(String... messages) {
for (String message : messages) {
System.out.println(message);
}
}
}
在这个示例中，我们根据输入参数动态生成了一个字符串数组，并通过可变参数将其传递给另一个方法。这个案例展示了如何灵活地使用可变参数和数组来处理动态数据。
案例2：深拷贝的实际应用
在开发过程中，有时需要创建数据的独立副本，以便在不影响原数据的情况下进行操作。深拷贝技术在这种情况下非常有用。
import java.util.Arrays;
public class DeepCopyExample {
public static void main(String[] args) {
int[] data = {10, 20, 30, 40, 50};
int[] backup = deepCopyArray(data);
// 修改原数组
data[0] = 99;
// 打印结果
System.out.println("Original array: " + Arrays.toString(data));
System.out.println("Backup array: " + Arrays.toString(backup));
}
public static int[] deepCopyArray(int[] array) {
return array.clone(); // 使用clone方法实现深拷贝
}
}
在这个示例中，通过深拷贝创建了数据的独立副本。在修改原数组的同时，备份数组保持不变，这对于数据保护和备份非常有用。
应用场景案例
应用场景1：多维数组在数据科学中的应用
在数据科学、图像处理等领域，多维数组是处理复杂数据结构的基础工具。比如，二维数组常用于表示矩阵，三维数组用于处理空间数据。在这些领域，结合深拷贝和Stream API 的应用，可以显著提高数据处理的效率。
import java.util.Arrays;
public class MatrixOperations {
public static void main(String[] args) {
// 定义一个3x3矩阵
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
// 进行矩阵转置
int[][] transposed = transposeMatrix(matrix);
// 输出转置后的矩阵
System.out.println("Original matrix: " + Arrays.deepToString(matrix));
System.out.println("Transposed matrix: " + Arrays.deepToString(transposed));
}
public static int[][] transposeMatrix(int[][] matrix) {
int[][] transposed = new int[matrix[0].length][matrix.length];
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
transposed[j][i] = matrix[i][j];
}
}
return transposed;
}
}
该示例展示了如何通过二维数组实现矩阵的转置操作，这是数学计算和物理研究中常见的一种操作方法。通过这种操作，我们可以高效地处理和转换矩阵数据。
应用场景
2：Stream API在大数据处理中的应用
Stream API特别适合处理大规模数据集。通过它，我们可以对数组进行复杂的转换和过滤操作，简化代码逻辑，提高开发效率。
import java.util.Arrays;
import java.util.stream.IntStream;
public class BigDataProcessing {
public static void main(String[] args) {
int[] largeDataset = IntStream.rangeClosed(1, 1000000).toArray();
// 使用Stream API过滤和处理大数据集
int[] processedData = Arrays.stream(largeDataset)
.filter(n -> n % 2 == 0)
.map(n -> n * 2)
.toArray();
// 输出处理后的数据集样本
System.out.println("Processed data sample: " + Arrays.toString(Arrays.copyOfRange(processedData, 0, 10)));
}
}
这个示例展示了如何使用Stream API来处理百万级别的大数据集。通过过滤和映射操作，我们生成了一个新的数据集，并展示了其中的部分结果。Stream API 的链式调用使代码更加简洁明了，非常适合用于复杂的数据流操作。
优缺点分析
优点
- 灵活性与扩展性：Java数组的高级特性，如可变参数、深拷贝与Stream API的结合，使得数组在复杂场景中的应用更加灵活和高效。
- 高效的数据处理能力：通过深拷贝与Stream API的应用，我们可以在不影响原始数据的情况下，快速处理大规模数据集。
- 简化代码：Stream API 的引入，大大简化了对数组的操作，使代码更加简洁且具备更好的可读性。
缺点
- 学习曲线：对于初学者而言，掌握这些高级特性可能需要一定的时间和实践，尤其是在理解深拷贝与浅拷贝的区别以及如何有效地使用Stream API时。
- 复杂性增加：随着高级特性的使用，代码的复杂性可能会增加，尤其是当多种特性结合使用时，代码的调试和维护可能变得更具挑战性。
核心类方法介绍
Java在处理数组时，提供了许多有用的核心方法：
clone()：用于深拷贝数组，生成一个新的数组副本。Arrays.asList(array)：将数组转换为List对象，方便在集合框架中操作。Arrays.stream(array)：将数组转换为Stream，从而可以使用Stream API进行处理。Arrays.copyOf(array, newLength)：复制数组，并调整新数组的长度。
这些方法极大地扩展了数组的功能，特别是在高级应用场景中，为开发者提供了灵活且高效的工具。
测试用例
以下是一些测试用例，帮助我们验证并巩固对数组高级特性的理解：
测试代码
public class AdvancedArrayTest {
public static void main(String[] args) {
// 测试可变参数
System.out.println("Testing Varargs:");
printNumbers(10, 20, 30, 40);
// 测试数组与集合转换
String[] array = {"A", "B", "C"};
System.out.println("Testing Arrays.asList:");
System.out.println(Arrays.asList(array));
// 测试深拷贝与浅拷贝
int[] original = {1, 2, 3};
int[] shallowCopy = original;
int[] deepCopy = original.clone();
original[0] = 99;
System.out.println("Shallow copy: " + Arrays.toString(shallowCopy));
System.out.println("Deep copy: " + Arrays.toString(deepCopy));
// 测试Stream API
System.out.println("Testing Stream API:");
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = Arrays.stream(numbers).sum();
System.out.println("Sum: " + sum);
}
public static void printNumbers(int... numbers) {
for (int number : numbers) {
System.out.println(number);
}
}
}
这些测试用例涵盖了可变参数、数组与集合转换、深拷贝与浅拷贝，以及Stream API的使用。通过这些测试，我们可以验证代码的正确性，并深入理解这些高级特性在实际开发中的应用。
测试代码执行结果
根据如上测试用例，我本地演示结果展示如下，仅供参考哈，你们也可以自行修改测试用例或者添加更多的测试数据或测试方法，进行熟练学习以此加深理解。
代码分析
针对如上示例代码，这里我给大家详细的代码剖析下，以便于帮助大家理解的更为透彻，帮助大家早日掌握。
这段代码展示了Java中几种高级数组操作的示例，包括可变参数、数组与集合的转换、深拷贝与浅拷贝的比较，以及使用Stream API进行数组操作的例子。以下是对各个部分的详细解析：
1. 测试可变参数
System.out.println("Testing Varargs:");
printNumbers(10, 20, 30, 40);
可变参数允许我们在方法中传递数量不定的参数。在这个例子中，printNumbers 方法使用了可变参数 int... numbers，它接收任意数量的整数参数，并将它们以数组的形式传递给方法。在方法内部，使用增强型 for 循环遍历数组，并打印每个元素。这种灵活性在处理需要不同数量参数的场景时特别有用。
2. 测试数组与集合转换
String[] array = {"A", "B", "C"};
System.out.println("Testing Arrays.asList:");
System.out.println(Arrays.asList(array));
这里展示了如何将数组转换为集合类List。通过调用Arrays.asList(array)，将字符串数组转换为List，然后使用System.out.println输出集合内容。这个转换非常实用，尤其是在需要使用集合框架提供的强大功能时，但又需要基于已有的数组数据进行操作。
3. 测试深拷贝与浅拷贝
int[] original = {1, 2, 3};
int[] shallowCopy = original;
int[] deepCopy = original.clone();
original[0] = 99;
System.out.println("Shallow copy: " + Arrays.toString(shallowCopy));
System.out.println("Deep copy: " + Arrays.toString(deepCopy));
这一部分演示了浅拷贝和深拷贝的区别：
-
浅拷贝 (
shallowCopy) 是通过简单的赋值操作实现的。这种拷贝仅复制了数组的引用，而不是数组本身，因此修改原数组会直接影响到拷贝数组，因为它们指向同一块内存。 -
深拷贝 (
deepCopy) 是通过clone()方法创建的。这种拷贝生成一个新的数组对象，两个数组之间没有任何引用关系。因此，修改原数组不会影响深拷贝数组的内容。
修改 original 数组的第一个元素为 99 后，shallowCopy 会反映出这一变化，而 deepCopy 保持原样。这说明了深拷贝如何确保数据的独立性。
4. 测试Stream API
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = Arrays.stream(numbers).sum();
System.out.println("Sum: " + sum);
最后，这部分展示了如何使用Stream API对数组进行操作。Arrays.stream(numbers) 将数组转换为 IntStream，然后调用 sum() 方法计算数组元素的总和。Stream API 提供了一种简洁而强大的方式来处理数组数据，特别是在需要进行过滤、映射或聚合操作时，Stream API 的链式调用使得代码更具可读性和可维护性。
总结
这段代码汇总了几种重要的Java高级数组操作，并通过具体的例子进行展示：
- 可变参数：使得方法可以接收数量不定的参数，非常灵活。
- 数组与集合转换：通过
Arrays.asList方法，将数组转换为集合，方便使用集合框架。 - 深拷贝与浅拷贝：展示了如何通过
clone()方法实现深拷贝，以确保数据的独立性。 - Stream API：提供了对数组进行复杂操作的简洁方式，特别适合进行数据处理任务。
通过这些示例，你可以更好地理解如何在Java中使用这些高级特性来编写更加灵活、高效和可维护的代码。
小结与总结
小结
本文深入探讨了Java数组的高级特性，包括可变参数、数组与集合的转换、深拷贝与浅拷贝、以及Java 8+ 引入的Stream API。通过具体的代码示例和应用场景分析，我们详细介绍了这些特性在实际开发中的应用，为读者在复杂开发任务中提供了更为灵活和高效的解决方案。
总结
掌握Java数组的高级特性，可以显著提升开发效率和代码质量。在现代软件开发中，面对复杂的数据处理需求和性能优化挑战，深入理解和应用这些特性是必不可少的。未来的学习中，我们将继续探索Java中的其他高级数据结构和算法，帮助大家在更多复杂场景中应用所学知识，进一步提升开发技能。
通过本期内容的学习，读者应该已经掌握了Java数组的高级特性及其在实际开发中的作用。在接下来的文章中，我们将探讨更复杂的数据结构和优化技巧，敬请期待。
文末
好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。
学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！
wished for you successed ！！！
⭐️若喜欢我，就请关注我叭。
⭐️若对您有用，就请点赞叭。
⭐️若有疑问，就请评论留言告诉我叭。
转载自:https://juejin.cn/post/7402261735497875482