JDK1.8源码(四)——java.util.Arrays 类,java高级面试笔试题


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java.util.Arrays 类是 JDK 提供的一个工具类,用来处理数组的各种方法,而且每个方法基本上都是静态方法,能直接通过类名Arrays调用。

1、asList

    public static <T> List<T> asList(T... a) {

        return new ArrayList<>(a);

    }

作用是返回由指定数组支持的固定大小列表

注意:这个方法返回的 ArrayList 不是我们常用的集合类 java.util.ArrayList。这里的 ArrayList 是 Arrays 的一个内部类 java.util.Arrays.ArrayList。这个内部类有如下属性和方法:



 

 1     private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>

 2         implements RandomAccess, java.io.Serializable

 3     {

 4         private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;

 5         private final E[] a;

 6 

 7         ArrayList(E[] array) {

 8             if (array==null)

 9                 throw new NullPointerException();

10             a = array;

11         }

12 

13         public int size() {

14             return a.length;

15         }

16 

17         public Object[] toArray() {

18             return a.clone();

19         }

20 

21         public <T> T[] toArray(T[] a) {

22             int size = size();

23             if (a.length < size)

24                 return Arrays.copyOf(this.a, size,

25                                      (Class<? extends T[]>) a.getClass());

26             System.arraycopy(this.a, 0, a, 0, size);

27             if (a.length > size)

28                 a[size] = null;

29             return a;

30         }

31 

32         public E get(int index) {

33             return a[index];

34         }

35 

36         public E set(int index, E element) {

37             E oldValue = a[index];

38             a[index] = element;

39             return oldValue;

40         }

41 

42         public int indexOf(Object o) {

43             if (o==null) {

44                 for (int i=0; i<a.length; i++)

45                     if (a[i]==null)

46                         return i;

47             } else {

48                 for (int i=0; i<a.length; i++)

49                     if (o.equals(a[i]))

50                         return i;

51             }

52             return -1;

53         }

54 

55         public boolean contains(Object o) {

56             return indexOf(o) != -1;

57         }

58     }





View Code

①、返回的 ArrayList 数组是一个定长列表,我们只能对其进行查看或者修改,但是不能进行添加或者删除操作

通过源码我们发现该类是没有add()或者remove() 这样的方法的,如果对其进行增加或者删除操作,都会调用其父类 AbstractList 对应的方法,而追溯父类的方法最终会抛出 UnsupportedOperationException 异常。如下:

1 String[] str = {"a","b","c"};

2 List<String> listStr = Arrays.asList(str);

3 listStr.set(1, "e");//可以进行修改

4 System.out.println(listStr.toString());//[a, e, c]

5 listStr.add("a");//添加元素会报错 java.lang.UnsupportedOperationException 

②、引用类型的数组和基本类型的数组区别

1 String[] str = {"a","b","c"};

2 List listStr = Arrays.asList(str);

3 System.out.println(listStr.size());//3

4 

5 int[] i = {1,2,3};

6 List listI = Arrays.asList(i);

7 System.out.println(listI.size());//1

上面的结果第一个listStr.size()==3,而第二个 listI.size()==1。这是为什么呢?

我们看源码,在 Arrays.asList 中,方法声明为 <T> List<T> asList(T... a)。该方法接收一个可变参数,并且这个可变参数类型是作为泛型的参数。我们知道基本数据类型是不能作为泛型的参数的,但是数组是引用类型,所以数组是可以泛型化的,于是 int[] 作为了整个参数类型,而不是 int 作为参数类型。

所以将上面的方法泛型化补全应该是:

 1 String[] str = {"a","b","c"};

 2 List<String> listStr = Arrays.asList(str);

 3 System.out.println(listStr.size());//3

 4 

 5 int[] i = {1,2,3};

 6 List<int[]> listI = Arrays.asList(i);//注意这里List参数为 int[] ,而不是 int

 7 System.out.println(listI.size());//1

 8 

 9 Integer[] in = {1,2,3};

10 List<Integer> listIn = Arrays.asList(in);//这里参数为int的包装类Integer,所以集合长度为3

11 System.out.println(listIn.size());//3

③、返回的列表ArrayList里面的元素都是引用,不是独立出来的对象

1 String[] str = {"a","b","c"};

2 List<String> listStr = Arrays.asList(str);

3 //执行更新操作前

4 System.out.println(Arrays.toString(str));//[a, b, c]

5 listStr.set(0, "d");//将第一个元素a改为d

6 //执行更新操作后

7 System.out.println(Arrays.toString(str));//[d, b, c]

这里的Arrays.toString()方法就是打印数组的内容,后面会介绍。我们看修改集合的内容,原数组的内容也变化了,所以这里传入的是引用类型。

④、已知数组数据,如何快速获取一个可进行增删改查的列表List?

1 String[] str = {"a","b","c"};

2 List<String> listStr = new ArrayList<>(Arrays.asList(str));

3 listStr.add("d");

4 System.out.println(listStr.size());//4

这里的ArrayList 集合类后面我们会详细讲解,大家目前只需要知道有这种用法即可。

⑤、Arrays.asList() 方法使用场景

Arrays工具类提供了一个方法asList, 使用该方法可以将一个变长参数或者数组转换成List 。但是,生成的List的长度是固定的;能够进行修改操作(比如,修改某个位置的元素);不能执行影响长度的操作(如add、remove等操作),否则会抛出UnsupportedOperationException异常。

所以 Arrays.asList 比较适合那些已经有数组数据或者一些元素,而需要快速构建一个List,只用于读取操作,而不进行添加或删除操作的场景。

2、sort

该方法是用于数组排序,在 Arrays 类中有该方法的一系列重载方法,能对7种基本数据类型,包括 byte,char,double,float,int,long,short 等都能进行排序,还有 Object 类型(实现了Comparable接口),以及比较器 Comparator 。

①、基本类型的数组

这里我们以 int[ ] 为例看看:

1 int[] num = {1,3,8,5,2,4,6,7};

2 Arrays.sort(num);

3 System.out.println(Arrays.toString(num));//[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

通过调用 sort(int[] a) 方法,将原数组按照升序的顺序排列。下面我们通过源码看看是如何实现排序的:

    public static void sort(int[] a) {

        DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);

    }

在 Arrays.sort 方法内部调用 DualPivotQuicksort.sort 方法,这个方法的源码很长,分别对于数组的长度进行了各种算法的划分,包括快速排序,插入排序,冒泡排序都有使用。详细源码可以参考这篇博客

②、对象类型数组

该类型的数组进行排序可以实现 Comparable 接口,重写 compareTo 方法进行排序。

1 String[] str = {"a","f","c","d"};

2 Arrays.sort(str);

3 System.out.println(Arrays.toString(str));//[a, c, d, f]

String 类型实现了 Comparable 接口,内部的 compareTo 方法是按照字典码进行比较的。

③、没有实现Comparable接口的,可以通过Comparator实现排序

 1 Person[] p = new Person[]{new Person("zhangsan",22),new Person("wangwu",11),new Person("lisi",33)};

 2 Arrays.sort(p,new Comparator<Person>() {

 3     @Override

 4     public int compare(Person o1, Person o2) {

 5         if(o1 == null || o2 == null){

 6             return 0;

 7         }

 8         return o1.getPage()-o2.getPage();

 9     }

10 });    

11 System.out.println(Arrays.toString(p));

3、binarySearch

用二分法查找数组中的某个元素。该方法和 sort 方法一样,适用于各种基本数据类型以及对象。

注意:二分法是对以及有序的数组进行查找(比如先用Arrays.sort()进行排序,然后调用此方法进行查找)。找到元素返回下标,没有则返回 -1

实例:

1 int[] num = {1,3,8,5,2,4,6,7};

2 Arrays.sort(num);

3 System.out.println(Arrays.toString(num));//[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

4 System.out.println(Arrays.binarySearch(num, 2));//返回元素的下标 1

具体源码实现:



 

 1     public static int binarySearch(int[] a, int key) {

 2         return binarySearch0(a, 0, a.length, key);

 3     }

 4     private static int binarySearch0(int[] a, int fromIndex, int toIndex,int key) {

 5         int low = fromIndex;

 6         int high = toIndex - 1;

 7         

 8         while (low <= high) {

 9             int mid = (low + high) >>> 1;//取中间值下标

10             int midVal = a[mid];//取中间值

11             

12             if (midVal < key)

13             low = mid + 1;

14             else if (midVal > key)

15             high = mid - 1;

16             else

17             return mid; 

18         }

19         return -(low + 1); 

20     }





View Code

4、copyOf

拷贝数组元素。底层采用 System.arraycopy() 实现,这是一个native方法。

    public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,

                                        Object dest, int destPos,

                                        int length);

src:源数组

srcPos:源数组要复制的起始位置

dest:目的数组

destPos:目的数组放置的起始位置

length:复制的长度

注意:src 和 dest都必须是同类型或者可以进行转换类型的数组。

int[] num1 = {1,2,3};

int[] num2 = new int[3];

System.arraycopy(num1, 0, num2, 0, num1.length);

System.out.println(Arrays.toString(num2));//[1, 2, 3]
    /**

     * @param original 源数组

     * @param newLength //返回新数组的长度

     * @return

     */

    public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {

        int[] copy = new int[newLength];

        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,

                         Math.min(original.length, newLength));

        return copy;

    }

5、equals 和 deepEquals

①、equals

equals 用来比较两个数组中对应位置的每个元素是否相等。

八种基本数据类型以及对象都能进行比较。

我们先看看 int类型的数组比较源码实现:



 

 1     public static boolean equals(int[] a, int[] a2) {

 2         if (a==a2)//数组引用相等,则里面的元素一定相等

 3             return true;

 4         if (a==null || a2==null)//两个数组其中一个为null,都返回false

 5             return false;

 6 

 7         int length = a.length;

 8         if (a2.length != length)//两个数组长度不等,返回false

 9             return false;

10 

11         for (int i=0; i<length; i++)//通过for循环依次比较数组中每个元素是否相等

12             if (a[i] != a2[i])

13                 return false;

14 

15         return true;

16     }





View Code

在看对象数组的比较:



 

 1     public static boolean equals(Object[] a, Object[] a2) {

 2         if (a==a2)

 3             return true;

 4         if (a==null || a2==null)

 5             return false;

 6 

 7         int length = a.length;

 8         if (a2.length != length)

 9             return false;

10 

11         for (int i=0; i<length; i++) {

12             Object o1 = a[i];

13             Object o2 = a2[i];

14             if (!(o1==null ? o2==null : o1.equals(o2)))

15                 return false;

16         }

17 

18         return true;

19     }





View Code

基本上也是通过 equals 来判断。

②、deepEquals

也是用来比较两个数组的元素是否相等,不过 deepEquals 能够进行比较多维数组,而且是任意层次的嵌套数组。

         String[][] name1 = {{ "G","a","o" },{ "H","u","a","n"},{ "j","i","e"}};  

         String[][] name2 = {{ "G","a","o" },{ "H","u","a","n"},{ "j","i","e"}};

         System.out.println(Arrays.equals(name1,name2));// false  

         System.out.println(Arrays.deepEquals(name1,name2));// true

6、fill

该系列方法用于给数组赋值,并能指定某个范围赋值。

    //给a数组所有元素赋值 val

    public static void fill(int[] a, int val) {

        for (int i = 0, len = a.length; i < len; i++)

            a[i] = val;

    }

    

    //给从 fromIndex 开始的下标,toIndex-1结尾的下标都赋值 val,左闭右开

    public static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val) {

        rangeCheck(a.length, fromIndex, toIndex);//判断范围是否合理

        for (int i = fromIndex; i < toIndex; i++)

            a[i] = val;

    }

7、toString 和 deepToString

toString 用来打印一维数组的元素,而 deepToString 用来打印多层次嵌套的数组元素。



 

 1     public static String toString(int[] a) {

 2         if (a == null)

 3             return "null";

 4         int iMax = a.length - 1;

 5         if (iMax == -1)

 6             return "[]";

 7 

 8         StringBuilder b = new StringBuilder();

 9         b.append('[');

10         for (int i = 0; ; i++) {

11             b.append(a[i]);

12             if (i == iMax)

13                 return b.append(']').toString();

14             b.append(", ");

15         }

16     }





View Code

参考文档:https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Arrays.html


转载:https://www.cnblogs.com/ysocean/p/8616122.html

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转载自blog.csdn.net/abca999/article/details/89702431
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