likes
comments
collection
share

Java零基础之数组篇(3):深入掌握Java数组与常用方法！在上一期《Java数组的基本操作》中，我们学习了如何通过索

作者站长头像
站长
· 阅读数 23

  本期内容，我们将深入探讨**Arrays类中的常用方法**，并通过具体示例展示如何高效地操作数组。这些方法的掌握不仅能够提升开发效率，还能让代码更加简洁明了。

Arrays 类中的常用方法（java.util.Arrays）

  Java中的Arrays类属于java.util包，提供了对数组的各种实用操作。它是处理数组的一个重要工具类。通过Arrays类中的方法，我们可以轻松完成许多数组操作，避免手动编写复杂的代码逻辑。接下来，我们将详细介绍Arrays类中的一些常用方法。

1. 排序：Arrays.sort(array)

  排序是对数组元素进行排列的常见操作，无论是在处理数字、字符串还是其他对象时，排序都十分重要。在Java中，Arrays.sort()方法能够帮助我们快速对数组进行排序。

基本用法：

  Arrays.sort()方法使用了双轴快速排序算法，它在大多数情况下都能提供优异的性能。该方法可以用于基本数据类型数组（如int[]、double[]等），也可以用于对象数组（如String[]）。

示例：

int[] numbers = {5, 2, 9, 1, 3};
Arrays.sort(numbers);
System.out.println(Arrays.toString(numbers));  // 输出：[1, 2, 3, 5, 9]

  在这个例子中，我们使用Arrays.sort()对一个int类型数组进行升序排序，排序后的数组是按数值从小到大排列。

对象数组排序：

  对于对象数组（如字符串数组），排序基于对象实现的Comparable接口的compareTo()方法。对于String类型数组，排序默认按字典顺序进行：

String[] fruits = {"Banana", "Apple", "Orange"};
Arrays.sort(fruits);
System.out.println(Arrays.toString(fruits));  // 输出：[Apple, Banana, Orange]

  如果要进行自定义排序，可以使用Arrays.sort(array, Comparator)方法。此方法允许我们提供一个自定义的比较器来控制排序规则，例如按字符串长度排序：

Arrays.sort(fruits, (a, b) -> a.length() - b.length());
System.out.println(Arrays.toString(fruits));  // 输出：[Apple, Orange, Banana]

  这种自定义比较的方式特别适合于需要特定排序逻辑的场景，比如根据对象的某个属性进行排序。

2. 查找：Arrays.binarySearch(array, value)

  Arrays.binarySearch()是一个基于二分查找算法的查找方法，它能够在一个已经排序的数组中快速找到某个元素的索引。如果数组未排序，结果将是不可预测的，因此在使用binarySearch()之前必须确保数组已经经过排序。

基本用法：
int[] numbers = {1, 2, 3, 5, 9};
int index = Arrays.binarySearch(numbers, 5);
System.out.println(index);  // 输出：3

  在这个示例中，我们查找元素5在数组中的索引，结果是3。如果查找的元素不存在于数组中，binarySearch()会返回一个负数，表示该元素应插入的位置的负值减去1。

注意：

  binarySearch()只适用于已经排序的数组，未排序数组调用该方法可能返回错误的结果。因此，在调用binarySearch()之前，确保先调用Arrays.sort()对数组进行排序。

3. 比较：Arrays.equals(array1, array2)

  在Java中，数组是引用类型，因此直接使用==来比较两个数组时，比较的是它们的引用地址，而不是数组的内容。为了比较两个数组中的元素是否相同，Java提供了Arrays.equals()方法。

基本用法：
int[] arr1 = {1, 2, 3};
int[] arr2 = {1, 2, 3};
int[] arr3 = {1, 2, 4};

System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));  // 输出：true
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr3));  // 输出：false

  Arrays.equals()方法不仅会比较数组的长度，还会逐个比较数组中的元素。如果所有元素都相同，则返回true，否则返回false。

  如下是对这段代码的解析：

  这段代码演示了如何使用java.util.Arrays.equals()方法来比较两个数组的内容。该方法可以判断两个数组是否长度相同且内容完全一致，非常实用，特别是在需要判断数组相等性的时候。接下来我们将逐步解析这段代码，并详细解释其中的概念。

  1. 数组的声明与初始化
int[] arr1 = {1, 2, 3};
int[] arr2 = {1, 2, 3};
int[] arr3 = {1, 2, 4};

在这里，声明并初始化了三个整型数组：

  • arr1 = {1, 2, 3}
  • arr2 = {1, 2, 3}
  • arr3 = {1, 2, 4}

这三个数组都包含三个元素，但arr3中的第三个元素不同于arr1和arr2。前两个数组arr1和arr2的内容完全相同，arr3则仅在前两个元素上与它们相同。

  1. 使用Arrays.equals()比较数组

Arrays.equals(arr1, arr2)

System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2));  // 输出：true

Arrays.equals(arr1, arr2)是用于比较数组arr1和arr2的内容。让我们详细分析这个方法的工作原理：

  • 数组长度检查：首先，Arrays.equals()会检查两个数组的长度。如果长度不同，方法立即返回false。在这个例子中，arr1和arr2的长度都是3，因此长度检查通过。

  • 逐元素比较：接下来，该方法会逐个比较数组中的每个元素。首先比较arr1[0]和arr2[0]（它们的值都是1），然后比较arr1[1]和arr2[1]（值为2），最后比较arr1[2]和arr2[2]（值为3）。由于所有对应位置的元素都相同，方法返回true。

arr1和arr2的内容完全相同，因此Arrays.equals(arr1, arr2)返回true，表示两个数组相等。

Arrays.equals(arr1, arr3)

System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr3));  // 输出：false

接下来，我们使用Arrays.equals()来比较arr1和arr3：

  • 数组长度检查：同样，Arrays.equals()首先检查数组的长度。由于arr1和arr3的长度都是3，因此长度检查通过。

  • 逐元素比较：然后方法逐一比较数组的每个元素。arr1[0]和arr3[0]都等于1，arr1[1]和arr3[1]都等于2。然而，当比较arr1[2]和arr3[2]时，前者的值为3，而后者为4，两个值不同。因此，方法立即返回false。

由于arr1和arr3在第三个元素上不同，因此Arrays.equals(arr1, arr3)返回false，表示两个数组不相等。

  1. Arrays.equals()方法的工作机制

Arrays.equals()是java.util.Arrays类中的静态方法，专门用于比较两个数组的内容是否相同。它可以用于基本类型数组（如int[]、double[]等）和引用类型数组（如String[]）。

方法原理：

  1. 数组长度检查：如果两个数组的长度不同，方法直接返回false，不再进行进一步的比较。
  2. 逐元素比较：如果数组的长度相同，Arrays.equals()会从第一个元素开始，逐个比较两个数组对应位置上的元素。如果某个元素不相等，方法立即返回false。只有当所有元素都相同时，方法才返回true。

适用场景：

  • 判断两个数组是否包含相同的数据。
  • 避免直接使用==操作符，因为==比较的是引用地址，而不是数组的内容。例如：
System.out.println(arr1 == arr2);  // 输出：false

即使arr1和arr2的内容完全一致，使用==仍然返回false，因为它们是两个不同的对象。Arrays.equals()则用于正确比较数组内容。

多维数组比较：

  对于多维数组，Arrays.equals()只会比较第一层的引用，不能递归比较所有嵌套的数组。此时可以使用Arrays.deepEquals()方法，它会递归地比较多维数组中的所有元素。

int[][] arr1 = {{1, 2}, {3, 4}};
int[][] arr2 = {{1, 2}, {3, 4}};
System.out.println(Arrays.deepEquals(arr1, arr2));  // 输出：true
4. 转换为字符串：Arrays.toString(array)

  在编写代码时，调试数组往往需要将其内容输出为字符串。Arrays.toString()方法可以将数组转换为人类可读的字符串形式。对于多维数组，使用Arrays.deepToString()方法。

基本用法：
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(Arrays.toString(numbers));  // 输出：[1, 2, 3, 4, 5]

  Arrays.toString()方法返回的字符串以方括号括起，元素之间用逗号和空格分隔。

多维数组的字符串表示：

  对于多维数组，使用Arrays.deepToString()可以递归地将数组转换为字符串形式。

int[][] matrix = {{1, 2}, {3, 4}};
System.out.println(Arrays.deepToString(matrix));  // 输出：[[1, 2], [3, 4]]
5. 数组复制：Arrays.copyOf(array, newLength)

  Arrays.copyOf()方法用于创建一个新的数组，并将原数组的内容复制到新数组中。你可以指定新数组的长度。如果新长度大于原数组，则新数组中多余的部分将填充默认值（如0、null）；如果新长度小于原数组，则只会复制前newLength个元素。

基本用法：
int[] original = {1, 2, 3};
int[] copy = Arrays.copyOf(original, 5);
System.out.println(Arrays.toString(copy));  // 输出：[1, 2, 3, 0, 0]

  此方法特别适用于需要扩展数组长度的场景。通过Arrays.copyOf()，我们可以灵活地创建新数组，同时保留原数组中的内容。

实际应用场景：

  当我们需要在程序中动态扩展数组时，Arrays.copyOf()非常有用。例如，当处理数据流或需要存储大量输入时，数组的固定大小可能成为限制。此时，copyOf()方法可以帮助我们扩展数组的容量。

6. 数组的长度属性：array.length

  length是Java数组的一个属性，用于获取数组的长度。在遍历数组或避免数组下标越界时，length属性非常重要。

基本用法：
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(numbers.length);  // 输出：5

  不同于String类的length()方法，数组的length是一个属性，因此在使用时不需要加上括号。

结合使用这些方法的实用案例

  在实际编程中，常常需要将这些Arrays方法结合使用。例如，处理大量数据时，你可能需要先使用Arrays.sort()对数组进行排序，然后使用Arrays.binarySearch()查找某个元素。接下来可能需要将数组的某些部分复制或转换为字符串以供输出。

一个实际的例子：

public class day3 {

    public static void main(String[] args) {
        int[] data = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5};

        // 1. 排序数组
        Arrays.sort(data);
        System.out.println("Sorted array: " + Arrays.toString(data));

        // 2. 查找某个值
        int searchValue = 5;
        int index = Arrays.binarySearch(data, searchValue);
        System

                .out.println("Index of " + searchValue + ": " + index);

        // 3. 复制数组
        int[] extendedData = Arrays.copyOf(data, 12);
        System.out.println("Extended array: " + Arrays.toString(extendedData));

        // 4. 比较数组
        int[] anotherArray = {1, 2, 3};
        System.out.println("Arrays equal: " + Arrays.equals(data, anotherArray));
    }


}

代码解析：

  针对如上示例代码，这里我给大家详细的代码解释下，以便于大家理解，帮助大家早日掌握，仅供参考。

这段代码演示了如何使用java.util.Arrays类中的常用方法对数组进行操作，具体包括数组的排序、查找、复制和比较。让我们逐步解析每个部分的功能及实现细节。

1. 导入java.util.Arrays类

在使用Arrays类中的静态方法前，我们需要导入java.util.Arrays类。这使得我们能够使用它提供的多种数组操作功能。

2. 主方法main和数组初始化

在main方法中，我们首先声明并初始化了一个名为data的整型数组。该数组包含9个元素，数值分别为3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5。

3. 排序数组

  • Arrays.sort(data)：这是java.util.Arrays类中的静态方法，它使用快速排序算法对数组进行升序排序。data数组在调用该方法后会被原地修改，元素将按从小到大的顺序排列。

  • Arrays.toString(data)：将数组转换为字符串格式，方便输出查看数组内容。

排序后的数组为：[1, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 9]。

4. 查找数组中的某个值

  • searchValue：我们定义了一个变量searchValue，并将其赋值为5，表示我们要在数组中查找的元素。

  • Arrays.binarySearch(data, searchValue)：binarySearch方法使用二分查找算法在有序数组中查找指定元素的索引。由于数组已通过Arrays.sort()进行升序排序，因此可以安全地使用此方法查找元素。该方法返回值为元素在数组中的索引位置。

值为5的元素出现在数组的索引5处。注意，若数组未排序，binarySearch()方法可能返回错误结果。

5. 复制数组

  • Arrays.copyOf(data, 12)：copyOf方法创建一个新的数组，并将原数组data的内容复制到新数组中。新数组的长度为12（比原数组长），如果新数组的长度大于原数组，未填充部分会使用默认值（对于int类型为0）。

  • extendedData：这是新的扩展数组，原数组内容被复制进来，额外的空间用默认值0填充。

新数组extendedData的前9个元素与原数组data一致，最后3个元素为0。

6. 比较数组

  • Arrays.equals(data, anotherArray)：equals方法用于比较两个数组的内容是否相同。如果两个数组的长度相同且对应位置的元素完全一致，则返回true，否则返回false。

  • anotherArray：我们创建了一个名为anotherArray的新数组，其中包含1, 2, 3三个元素。

由于data数组和anotherArray长度不同，并且元素不完全一致，结果为false。

7. 代码总结

这段代码展示了如何利用java.util.Arrays类的多种方法对数组进行操作，包括排序、查找、复制和比较：

  1. 排序：Arrays.sort()将数组按升序排序。
  2. 查找：Arrays.binarySearch()用于在有序数组中查找元素的位置。
  3. 复制：Arrays.copyOf()用于扩展数组，创建一个新的数组并复制原数组的内容。
  4. 比较：Arrays.equals()用于比较两个数组是否相等。

通过这些方法，Java开发者能够更加高效地处理数组相关的任务。这些工具提供了方便且高效的解决方案，避免手动编写复杂的算法逻辑。

本地实际运行结果：

Java零基础之数组篇(3):深入掌握Java数组与常用方法！在上一期《Java数组的基本操作》中，我们学习了如何通过索

小结

  通过这期内容的学习，我们掌握了Java中Arrays类提供的常用方法。无论是排序、查找、比较、复制，还是将数组转换为字符串，Arrays类都为我们提供了便捷的解决方案。这些方法不仅让代码更加简洁，还能够显著提升开发效率。

  • 排序：使用Arrays.sort()高效排序，无论是数字还是对象。
  • 查找：通过Arrays.binarySearch()在有序数组中快速定位元素。
  • 比较：使用Arrays.equals()或Arrays.deepEquals()判断数组是否相等。
  • 复制与扩展：通过Arrays.copyOf()轻松实现数组扩展。
  • 调试：Arrays.toString()和Arrays.deepToString()使数组输出变得更加可读。

下期预告

  在下一期内容中，我们将深入探讨Java中的多维数组。多维数组不仅可以表示二维矩阵，还可以用于表示更复杂的数据结构，如三维空间、图像数据等。我们将学习如何声明、初始化、遍历和操作多维数组，并探索不规则数组的使用。敬请期待！

最后

  大家如果觉得看了本文有帮助的话，麻烦给不熬夜崽崽点个三连（点赞、收藏、关注）支持一下哈，大家的支持就是我写作的无限动力。

转载自:https://juejin.cn/post/7413557562926121012
评论
请登录