兩年前,我甚至寫過一篇文章,吐槽數組在 Java 中挺雞肋的,因為有 List 誰用數組啊,現在想想那時候的自己好幼稚,好可笑。因為我只看到了表面現象,實際上呢,List 的內部仍然是通過數組實現的,比如說 ArrayList,在它的源碼里可以看到下面這些內容:
/**
* 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;
數組在 Java 中,必須算是核心,神一般的存在。
01、什么是數組
按照 Javadoc 給出的解釋,數組是一個對象,它包含了一組固定數量的元素,並且這些元素的類型是相同的。數組會按照索引的方式將元素放在指定的位置上,意味着我們可以通過索引來訪問到這些元素。在 Java 中,索引是從 0 開始的。
我們可以將數組理解為一個個整齊排列的單元格,每個單元格里面存放着一個元素。
數組元素的類型可以是基本數據類型(比如說 int、double),也可以是引用數據類型(比如說 String),包括自定義類型的對象。
了解了數組的定義后,讓我們來深入地研究一下數組的用法。
在 Java 中,數組的聲明方式有兩種。
先來看第一種:
int[] anArray;
再來看第二種:
int anOtherArray[];
不同之處就在於中括號的位置,是緊跟類型,還是放在變量名的后面。前者比后者的使用頻率更高一些。
接下來就該看看怎么初始化數組了,同樣有多種方式可以初始化數組,比如說最常見的是:
int[] anArray = new int[10];
使用了 new 關鍵字,對吧?這就意味着數組的確是一個對象。然后,在方括號中指定了數組的長度,這是必須的。
這時候,數組中的每個元素都會被初始化為默認值,int 類型的就為 0,Object 類型的就為 null。
另外,還可以使用大括號的方式,直接初始化數組中的元素:
int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
這時候,數組的元素分別是 1、2、3、4、5,索引依次是 0、1、2、3、4。
02、訪問數組
前面提到過,可以通過索引來訪問數組的元素,就像下面這樣:
anArray[0] = 10;
System.out.println(anArray[0]);
通過數組的變量名,加上中括號,加上元素的索引,就可以訪問到數組,通過“=”操作符進行賦值。
如果索引的值超出了數組的界限,就會拋出 ArrayIndexOutOfBoundException
,關於這方面的知識,我之前特意寫過一篇文章,如果你感興趣的話,可以跳轉過去看看。
為什么會發生ArrayIndexOutOfBoundsException
我覺得原因挺有意思的。
既然數組的索引是從 0 開始,那就是到數組的 length - 1
結束,不要使用超出這個范圍內的索引訪問數組,就不會拋出數組越界的異常了。
03、遍歷數組
當數組的元素非常多的時候,逐個訪問數組就太辛苦了,所以需要通過遍歷的方式。
第一種,使用 for 循環:
int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < anOtherArray.length; i++) {
System.out.println(anOtherArray[i]);
}
通過 length 屬性獲取到數組的長度,然后索引從 0 開始遍歷,就得到了數組的所有元素。
第二種,使用 for-each 循環:
for (int element : anOtherArray) {
System.out.println(element);
}
如果不需要關心索引的話(意味着不需要修改數組的某個元素),使用 for-each 遍歷更簡潔一些。當然,也可以使用 while 和 do-while 循環。
04、可變參數
可變參數用於將任意數量的參數傳遞給方法:
void varargsMethod(String... varargs) {}
varargsMethod()
方法可以傳遞任意數量的字符串參數,可以是 0 個或者 N 個,本質上,可變參數就是通過數組實現的,為了證明這一點,我們可以通過 jad 反編譯一下字節碼:
public class VarargsDemo
{
public VarargsDemo()
{
}
transient void varargsMethod(String as[])
{
}
}
所以我們其實可以直接將數組作為參數傳遞給可變參數的方法:
VarargsDemo demo = new VarargsDemo();
String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員"};
demo.varargsMethod(anArray);
也可以直接傳遞多個字符串,通過逗號隔開的方式:
demo.varargsMethod("沉默王二", "一枚有趣的程序員");
05、把數組轉成 List
List 封裝了很多常用的方法,方便我們對集合進行一些操作,而如果直接操作數組的話,多有不便,因此有時候我們需要把數組轉成 List。
最原始的方式,就是通過遍歷數組的方式,一個個將數組添加到 List 中。
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
List<Integer> aList = new ArrayList<>();
for (int element : anArray) {
aList.add(element);
}
更優雅的方式是通過 Arrays 類的 asList()
方法:
List<Integer> aList = Arrays.asList(anArray);
但需要注意的是,該方法返回的 ArrayList 並不是 java.util.ArrayList
,它其實是 Arrays 類的一個內部類:
private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements RandomAccess, java.io.Serializable{}
如果需要添加元素或者刪除元素的話,最好把它轉成 java.util.ArrayList
。
new ArrayList<>(Arrays.asList(anArray));
06、把數組轉成 Stream
Java 8 新增了 Stream 流的概念,這就意味着我們也可以將數組轉成 Stream 進行操作,而不是 List。
String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員", "好好珍重他"};
Stream<String> aStream = Arrays.stream(anArray);
也可以直接對數組的元素進行剪輯,通過指定索引的方式:
Stream<String> anotherStream = Arrays.stream(anArray, 1, 3);
結果包含"一枚有趣的程序員"和"好好珍重他",1 這個索引位置包括,3 這個索引位置不包括。
07、數組排序
Arrays 類提供了一個 sort()
方法,可以對數組進行排序。
- 基本數據類型按照升序排列
- 實現了 Comparable 接口的對象按照
compareTo()
的排序
來看第一個例子:
int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
Arrays.sort(anArray);
排序后的結果如下所示:
[1, 2, 4, 5, 8]
來看第二個例子:
String[] yetAnotherArray = new String[] {"A", "E", "Z", "B", "C"};
Arrays.sort(yetAnotherArray, 1, 3,
Comparator.comparing(String::toString).reversed());
只對 1-3 位置上的元素進行反序,所以結果如下所示:
[A, Z, E, B, C]
08、數組搜索
有時候,我們需要從數組中查找某個具體的元素,最直接的方式就是通過遍歷的方式:
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;
}
}
上例中從數組中查詢元素 4,找到后通過 break 關鍵字退出循環。
如果數組提前進行了排序,就可以使用二分查找法,這樣效率就會更高一些。Arrays.binarySearch()
方法可供我們使用,它需要傳遞一個數組,和要查找的元素。
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
int index = Arrays.binarySearch(anArray, 4);
09、總結
除了一維數組,還有二維數組,但說實話,二維數組不太常用,這里就不再介紹了,感興趣的話,可以嘗試打印以下楊輝三角。
這篇文章,我們介紹了 Java 數組的基本用法和一些高級用法,我想小伙伴們應該已經完全掌握了。
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