java中Arrays类的讲解

介绍

在java.util中有一个Arrays类，此类包含用于操纵数组的各种方法，例如：二分查找（binarySearch）、拷贝操作（copyOf）、比较(equals)、填充(fill)、排序（sort）等，功能十分强大。

随便写一下Collections 工具类的讲解

Arrays工具类常见方法 1.binarySearch

代码：

public static void main(String[] args) {
    int dataA[] = new int[] {1,2,5,4,3};
    System.out.println(Arrays.binarySearch(dataA,5));
}

输出：2

2.toString

代码:

public static void main(String[] args) {
    int dataA[] = new int[] {1,2,5,4,3};
    System.out.println(Arrays.toString(dataA));
}

输出：[1, 2, 5, 4, 3]

3.copyOf

代码：

public static void main(String[] args) {
    int []dataA = new int[] {1,2,5,4,3};
    int []dataB = Arrays.copyOf(dataA, 3);
    System.out.println(Arrays.toString(dataB));
}

输出[1, 2, 5]

4.equals

代码：

public static void main(String[] args) {
    int []dataA = new int[] {1,2,5,4,3};
    int []dataB = new int[] {1,2,5,4,3};
    int []dataC = new int[] {1,2,3};
    System.out.println(dataA.equals(dataB));
    System.out.println(Arrays.equals(dataA,dataB));
    System.out.println(Arrays.equals(dataA,dataC));
}

输出：

false
true
false

5.fill

代码：

public static void main(String[] args) {
    int []dataA = new int[] {1,2,5,4,3};
    Arrays.fill(dataA, -1);
    System.out.println(Arrays.toString(dataA));
}

输出：

[-1, -1, -1, -1, -1]

6.sort

代码：

public static void main(String[] args) {
    int []dataA = new int[] {1,3,5,4,-1};
    Arrays.sort(dataA);
    System.out.println(Arrays.toString(dataA));
}

输出：

[-1, 1, 3, 4, 5]

7.asList()

// *************转列表 asList()****************

List stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
System.out.println(stooges);		

JDK 源码对于这个方法的说明：

 
public static  List asList(T... a) {
    return new ArrayList<>(a);
}

7.1《阿里巴巴Java 开发手册》对其的描述

Arrays.asList()将数组转换为集合后,底层其实还是数组，《阿里巴巴Java 开发手册》对于这个方法有如下描述：

也就是说我们在使用的时候不能进行add、remove、clear等方法

7.2使用时的注意事项总结

传递的数组必须是对象数组，而不是基本类型。

Arrays.asList()是泛型方法，传入的对象必须是对象数组。

int[] myArray = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.asList(myArray);
System.out.println(myList.size());//1
System.out.println(myList.get(0));//数组地址值，即把myArray当成一个元素
System.out.println(myList.get(1));//报错：ArrayIndexOutOfBoundsException
int [] array=(int[]) myList.get(0);
System.out.println(array[0]);//1

当传入一个原生数据类型数组时，Arrays.asList() 的真正得到的参数就不是数组中的元素，而是数组对象本身！此时List 的唯一元素就是这个数组，这也就解释了上面的代码。

我们使用包装类型数组就可以解决这个问题。

Integer[] myArray = { 1, 2, 3 };

使用集合的修改方法:add()、remove()、clear()会抛出异常。

List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
myList.add(4);//运行时报错：UnsupportedOperationException
myList.remove(1);//运行时报错：UnsupportedOperationException
myList.clear();//运行时报错：UnsupportedOperationException

Arrays.asList() 方法返回的并不是 java.util.ArrayList ，而是 java.util.Arrays 的一个内部类,这个内部类并没有实现集合的修改方法或者说并没有重写这些方法。

List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
System.out.println(myList.getClass());//class java.util.Arrays$ArrayList

下图是java.util.Arrays$ArrayList的简易源码，我们可以看到这个类重写的方法有哪些。

  private static class ArrayList extends AbstractList
        implements RandomAccess, java.io.Serializable
    {
        ...

        @Override
        public E get(int index) {
          ...
        }

        @Override
        public E set(int index, E element) {
          ...
        }

        @Override
        public int indexOf(Object o) {
          ...
        }

        @Override
        public boolean contains(Object o) {
           ...
        }

        @Override
        public void forEach(Consumer action) {
          ...
        }

        @Override
        public void replaceAll(UnaryOperator operator) {
          ...
        }

        @Override
        public void sort(Comparator c) {
          ...
        }
    }

我们再看一下java.util.AbstractList的remove()方法，这样我们就明白为啥会抛出UnsupportedOperationException。

public E remove(int index) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

7.3如何正确的将数组转换为ArrayList?

1. 自己动手实现（教育目的）

//JDK1.5+
static  List arrayToList(final T[] array) {
  final List l = new ArrayList(array.length);

  for (final T s : array) {
    l.add(s);
  }
  return (l);
}
Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
System.out.println(arrayToList(myArray).getClass());//class java.util.ArrayList

2. 最简便的方法(推荐)

List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"))

3. 使用 Java8 的Stream(推荐)

Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray).collect(Collectors.toList());
//基本类型也可以实现转换（依赖boxed的装箱操作）
int [] myArray2 = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray2).boxed().collect(Collectors.toList());

4. 使用 Apache Commons Collections

List list = new ArrayList();
CollectionUtils.addAll(list, str);

Collections 工具类常用方法 1.排序操作

void reverse(List list)//反转
void shuffle(List list)//随机排序
void sort(List list)//按自然排序的升序排序
void sort(List list, Comparator c)//定制排序，由Comparator控制排序逻辑
void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素
void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时，将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时，将 list的前distance个元素整体移到后面。

示例代码:

 ArrayList arrayList = new ArrayList();
		arrayList.add(-1);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(-5);
		arrayList.add(7);
		arrayList.add(4);
		arrayList.add(-9);
		arrayList.add(-7);
		System.out.println("原始数组:");
		System.out.println(arrayList);
		// void reverse(List list)：反转
		Collections.reverse(arrayList);
		System.out.println("Collections.reverse(arrayList):");
		System.out.println(arrayList);


		Collections.rotate(arrayList, 4);
		System.out.println("Collections.rotate(arrayList, 4):");
		System.out.println(arrayList);

		// void sort(List list),按自然排序的升序排序
		Collections.sort(arrayList);
		System.out.println("Collections.sort(arrayList):");
		System.out.println(arrayList);

		// void shuffle(List list),随机排序
		Collections.shuffle(arrayList);
		System.out.println("Collections.shuffle(arrayList):");
		System.out.println(arrayList);

		// void swap(List list, int i , int j),交换两个索引位置的元素
		Collections.swap(arrayList, 2, 5);
		System.out.println("Collections.swap(arrayList, 2, 5):");
		System.out.println(arrayList);

		// 定制排序的用法
		Collections.sort(arrayList, new Comparator() {

			@Override
			public int compare(Integer o1, Integer o2) {
				return o2.compareTo(o1);
			}
		});
		System.out.println("定制排序后：");
		System.out.println(arrayList);

2.查找,替换操作

int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找，返回索引，注意List必须是有序的
int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序，返回最大的元素。 类比int min(Collection coll)
int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序，返回最大元素，排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c)
void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。
int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数
int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引，找不到则返回-1，类比int lastIndexOfSubList(List source, list target).
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替换旧元素

示例代码：

ArrayList arrayList = new ArrayList();
		arrayList.add(-1);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(3);
		arrayList.add(-5);
		arrayList.add(7);
		arrayList.add(4);
		arrayList.add(-9);
		arrayList.add(-7);
		ArrayList arrayList2 = new ArrayList();
		arrayList2.add(-3);
		arrayList2.add(-5);
		arrayList2.add(7);
		System.out.println("原始数组:");
		System.out.println(arrayList);

		System.out.println("Collections.max(arrayList):");
		System.out.println(Collections.max(arrayList));

		System.out.println("Collections.min(arrayList):");
		System.out.println(Collections.min(arrayList));

		System.out.println("Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3):");
		Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3);
		System.out.println(arrayList);

		System.out.println("Collections.frequency(arrayList, -3):");
		System.out.println(Collections.frequency(arrayList, -3));

		System.out.println("Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2):");
		System.out.println(Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2));

		System.out.println("Collections.binarySearch(arrayList, 7):");
		// 对List进行二分查找，返回索引，List必须是有序的
		Collections.sort(arrayList);
		System.out.println(Collections.binarySearch(arrayList, 7));

3.Collection.toArray()方法使用的坑&如何反转数组

该方法是一个泛型方法：T[] toArray(T[] a); 如果toArray方法中没有传递任何参数的话返回的是Object类型数组。

String [] s= new String[]{
    "dog", "lazy", "a", "over", "jumps", "fox", "brown", "quick", "A"
};
List list = Arrays.asList(s);
Collections.reverse(list);
s=list.toArray(new String[0]);//没有指定类型的话会报错

由于JVM优化，new String[0]作为Collection.toArray()方法的参数现在使用更好，new String[0]就是起一个模板的作用，指定了返回数组的类型，0是为了节省空间，因为它只是为了说明返回的类型。详见：https://shipilev.net/blog/2016/arrays-wisdom-ancients/

总结

Arrays功能比较多，上面列举出一些，如果还想知道一些其他的功能可以自行翻阅文档。Arrays平时刷题的时候可以适当使用，节约自己写代码的时间。