java Arrays 详解

Java `Arrays` 类详解

Arrays 是 Java 中一个专门用于操作数组的工具类，位于 java.util 包中。它提供了多种用于数组操作的方法，例如排序、搜索、填充、比较、转换等。

1. 常用方法分类

1.1 排序

方法	描述
`Arrays.sort(array)`	对数组进行升序排序（适用于基本类型和对象类型）。
`Arrays.sort(array, Comparator)`	按照指定的比较器对数组进行排序（适用于对象数组）。
`Arrays.parallelSort(array)`	使用多线程对数组进行排序（适用于基本类型和对象类型）。

示例：

import java.util.Arrays;public class ArraysSortExample {public static void main(String[] args) {int[] nums = {5, 3, 8, 1, 2};Arrays.sort(nums);System.out.println(Arrays.toString(nums)); // [1, 2, 3, 5, 8]String[] names = {"Tom", "Alice", "Bob"};Arrays.sort(names);System.out.println(Arrays.toString(names)); // [Alice, Bob, Tom]Arrays.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a)); // 按字母倒序System.out.println(Arrays.toString(names)); // [Tom, Bob, Alice]}
}

1.2 搜索

方法	描述
`Arrays.binarySearch(array, key)`	在排序数组中使用二分搜索查找 `key`，返回索引。

数组必须先排序，才能使用 binarySearch。
如果找到元素，返回其索引；否则，返回负值（插入点的负索引减 1）。

示例：

import java.util.Arrays;public class ArraysSearchExample {public static void main(String[] args) {int[] nums = {1, 2, 3, 5, 8};System.out.println(Arrays.binarySearch(nums, 3)); // 2System.out.println(Arrays.binarySearch(nums, 4)); // -4（插入点为索引 3）}
}

1.3 复制

方法	描述
`Arrays.copyOf(array, newLength)`	复制数组到一个新数组，指定长度。
`Arrays.copyOfRange(array, from, to)`	复制数组的指定范围 `[from, to)`。

示例：

import java.util.Arrays;public class ArraysCopyExample {public static void main(String[] args) {int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5};int[] copy = Arrays.copyOf(nums, 3); // 复制前 3 个元素System.out.println(Arrays.toString(copy)); // [1, 2, 3]int[] rangeCopy = Arrays.copyOfRange(nums, 2, 4); // 复制索引 2 到 4 的元素System.out.println(Arrays.toString(rangeCopy)); // [3, 4]}
}

1.4 填充

方法	描述
`Arrays.fill(array, value)`	用 `value` 填充整个数组。
`Arrays.fill(array, from, to, value)`	用 `value` 填充数组的 `[from, to)` 范围。

示例：

import java.util.Arrays;public class ArraysFillExample {public static void main(String[] args) {int[] nums = new int[5];Arrays.fill(nums, 10); // 用 10 填充整个数组System.out.println(Arrays.toString(nums)); // [10, 10, 10, 10, 10]Arrays.fill(nums, 1, 4, 20); // 填充索引 1 到 4System.out.println(Arrays.toString(nums)); // [10, 20, 20, 20, 10]}
}

1.5 比较

方法	描述
`Arrays.equals(array1, array2)`	比较两个数组是否相等（包括顺序和内容）。
`Arrays.deepEquals(array1, array2)`	比较多维数组是否相等。

示例：

import java.util.Arrays;public class ArraysEqualsExample {public static void main(String[] args) {int[] nums1 = {1, 2, 3};int[] nums2 = {1, 2, 3};int[] nums3 = {3, 2, 1};System.out.println(Arrays.equals(nums1, nums2)); // trueSystem.out.println(Arrays.equals(nums1, nums3)); // falseint[][] multi1 = {{1, 2}, {3, 4}};int[][] multi2 = {{1, 2}, {3, 4}};System.out.println(Arrays.deepEquals(multi1, multi2)); // true}
}

1.6 转换

方法	描述
`Arrays.toString(array)`	将一维数组转换为字符串表示。
`Arrays.deepToString(array)`	将多维数组转换为字符串表示。

示例：

import java.util.Arrays;public class ArraysToStringExample {public static void main(String[] args) {int[] nums = {1, 2, 3};System.out.println(Arrays.toString(nums)); // [1, 2, 3]int[][] multi = {{1, 2}, {3, 4}};System.out.println(Arrays.deepToString(multi)); // [[1, 2], [3, 4]]}
}

1.7 流操作

方法	描述
`Arrays.stream(array)`	将数组转换为流（`Stream`），适合配合流操作使用。

示例：

import java.util.Arrays;public class ArraysStreamExample {public static void main(String[] args) {int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = Arrays.stream(nums).sum(); // 求和System.out.println(sum); // 15long count = Arrays.stream(nums).filter(x -> x % 2 == 0).count(); // 统计偶数个数System.out.println(count); // 2}
}

2. 注意事项

多维数组比较与操作：
- Arrays.equals 只能比较一维数组。
- 对多维数组，需要使用 Arrays.deepEquals 或 Arrays.deepToString。
性能优化：
- Arrays.parallelSort 适合大数组的排序，能够利用多核 CPU。
数组是固定大小：
- 数组的大小固定，如果需要动态调整大小，请使用集合类（如 ArrayList）。