Java開發筆記(二十三)陣列工具Arrays
陣列作為一種組合形式的資料型別,必然要求提供一些處理陣列的簡便辦法,包括陣列比較、陣列複製、陣列排序等等。為此Java專門設計了Arrays工具,該工具包含了幾個常用方法,方便程式設計師對陣列進行加工操作。Arrays工具的方法說明如下:
Arrays.equals(a1, a2); // 判斷a1和a2兩個陣列是否相等,也就是每個元素是否都相等 Arrays.fill(a, val); // 往陣列a全部填入指定的數值val dest = Arrays.copyOf(src, newLength); // 把陣列src的內容賦值給陣列dest,且dest的長度為newLength Arrays.sort(a); // 對陣列a的內部元素進行排序,結果是按照升序排序
下面分別對以上的四個陣列處理方法進行介紹:
1、Arrays.equals方法
前面說過,雙等號“= =”可用來判斷兩個變數的數值是否相等,但“= =”只適合基本變數型別之間的比較,例如比較兩個整型變數是否相等、兩個雙精度數是否相等、兩個布林變數是否相等。如果兩個陣列變數通過“==”進行相等判斷,則比較的是這兩個陣列是否為同一個陣列,而不是比較兩個陣列的所有元素是否都相等。要想判斷兩個陣列內部的每個元素是否一一相等,就必須通過Arrays工具的equals方法來辨別。equals方法返回true表示兩個陣列的所有元素都相等,返回false表示兩個陣列至少有一個元素不相等。
2、Arrays.fill方法
在宣告陣列變數的時候,經常需要對它進行初始化賦值,比如書店進了十本書,每本書的售價都是99元,那麼按照常規寫法只能書寫十遍99,就像下面程式碼這樣:
// 構造一個包含十個99的陣列變數
int[] prices = {99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99};
顯然輸入重複的數字是個負擔,尤其重複數量很多的時候更甚。現在利用Arrays的fill方法,只需一行程式碼即可對該陣列的所有元素都填上相同的數值,於是陣列的初始賦值程式碼便優化為下面這樣:
// 宣告一個整型陣列,陣列大小為10 int[] prices = new int[10]; // 給整型陣列的每個元素全部填寫99 Arrays.fill(prices, 99); // 列印整型陣列的所有元素數值 for (int price : prices) { System.out.println("price = "+price); }
3、Arrays.copyOf方法
把一個數組變數賦值給另一個數組變數,似乎可以用等號直接賦值,這種情況在一般情況下沒有問題。但若是賦值之後修改了原陣列的某個元素,那就出現問題了。譬如以下的演示程式碼,先把陣列變數pricesOrigin賦值給pricesAssign,接著修改原陣列pricesOrigin的元素值,再去列印新陣列pricesAssign的所有元素:
// 宣告一個整型陣列,陣列大小為5,並且5個元素全為99
int[] pricesOrigin = {99, 99, 99, 99, 99};
// 複製陣列的第一個辦法:利用等號直接賦值
int[] pricesAssign = pricesOrigin;
pricesOrigin[1] = 80;
for (int price : pricesAssign) {
System.out.println("assign price = "+price);
}
執行以上的演示程式碼,完整的日誌輸出如下所示:
assign price = 99
assign price = 80
assign price = 99
assign price = 99
assign price = 99
沒想到打印出來的第二個陣列元素竟然變了,可是演示程式碼明明只改了原陣列pricesOrigin,並未修改新陣列pricesAssign呀。讓測試程式出現神經錯亂的緣故,乃是陣列之間的等號賦值相當於給陣列起個別名,並非從頭到尾完整複製一個新陣列出來。既然只是起了個別的名稱,那麼實際上還是原名稱所指的陣列,無非是該陣列有兩個姓名罷了。
顯然這個情況不是程式設計師期望的結果,程式設計師的本意是複製另外的陣列,新陣列不再與原陣列有任何關聯,大家井水不犯河水,互不干涉、互不影響。最好克隆一個一模一樣的新陣列出來,Java恰巧給每個陣列變數都提供了clone方法,該方法正是拿來克隆陣列用的。克隆出來的新陣列有分配單獨的儲存空間,並且陣列元素的數值與原陣列完全一致,如此便實現了正常意義上的陣列賦值功能。利用clone方法複製陣列變數的示例程式碼如下:
// 複製陣列的第二個辦法:呼叫原陣列的clone方法
int[] pricesClone = pricesOrigin.clone();
pricesOrigin[1] = 80;
for (int price : pricesClone) {
System.out.println("clone price = "+price);
}
執行如上的示例程式碼,得到下面的日誌輸出結果:
clone price = 99
clone price = 99
clone price = 99
clone price = 99
clone price = 99
可見此時修改了原陣列的元素數值,並沒有改變新陣列的元素值,真正做到了完整的複製操作。
不過clone方法人如其名,它把原陣列的所有元素一個不漏全部複製到新陣列,這意味著,如果只想複製部分元素給新陣列,那末clone方法就無能為力了。為此,Java給Arrays工具增配了一個copyOf方法,該方法允許從來源陣列複製若干元素給目標陣列。當待複製的元素個數恰好等於原陣列的大小時,copyOf方法的作用等同於陣列變數的clone方法。下面是通過copyOf方法將陣列原樣複製到新陣列的程式碼例子:
// 複製陣列的第三個辦法:呼叫Arrays工具的copyOf方法
int[] pricesCopy = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length);
pricesOrigin[1] = 80;
for (int price : pricesCopy) {
System.out.println("copy price = "+price);
}
從上面程式碼看到,copyOf方法身後跟著兩個引數,第一個引數是原陣列的名稱,第二個引數是要複製的元素個數。接下來把第二個引數改小一點,看看copyOf方法是否真的支援只複製部分元素?於是第二個引數改為“pricesOrigin.length-1”之後的程式碼如下所示:
// 改變copyOf方法的第二個引數值,允許複製指定大小的陣列元素
int[] pricesPart = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length-1);
for (int price : pricesPart) {
System.out.println("part price = "+price);
}
重新執行修改後的陣列複製程式碼,日誌輸出結果見下:
part price = 99
part price = 99
part price = 99
part price = 99
這下看到新陣列的元素只有四個,而原陣列共有五個元素,說明此時的確只複製了部分元素。
Arrays工具的copyOf方法還有個妙用,比如有個陣列分配了初始大小為5,現在想把該陣列的長度擴大到10,這時利用copyOf方法就能動態調整陣列的大小。具體做法是:呼叫copyOf方法之時,來源陣列和目標陣列都填該陣列的名稱,然後待複製的元素大小填寫擴大後的長度。下面的程式碼便演示瞭如何將某陣列的大小拉長一位:
// 把copyOf方法的返回值賦給原陣列,可以動態調整該陣列的大小
pricesOrigin = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length+1);
for (int price : pricesOrigin) {
System.out.println("origin price = "+price);
}
執行調整陣列大小的演示程式碼,觀察到以下的日誌輸出:
origin price = 99
origin price = 99
origin price = 99
origin price = 99
origin price = 99
origin price = 0
由此可見,陣列大小果然增大了一位,並且新增的陣列元素值為0,這正是整型變數的預設數值。
4、Arrays.sort方法
顧名思義,Arrays工具的sort方法是給陣列元素排序的,並且排序結果為升序。sort方法用起來很簡單,只要把待排序的陣列名稱填進圓括號,編譯器就會自動完成該陣列的排序任務。舉個給整型陣列排序的例子,簡單的Java實現程式碼如下:
int[] pricesOrigin = {99, 80, 18, 68, 8};
// 對整型陣列pricesOrigin裡的元素進行排序操作,sort方法得到的結果是升序排列
Arrays.sort(pricesOrigin);
for (int price : pricesOrigin) {
System.out.println("origin price = "+price);
}
執行上述的排序程式碼,得到下面的結果日誌:
origin price = 8
origin price = 18
origin price = 68
origin price = 80
origin price = 99
從日誌看到,排序後的陣列元素從小到大列印,很明顯這是升序排列。
當然,在前面的例子中,陣列元素早在宣告陣列時便初始化賦值了,實戰性不強。接下來嘗試動態生成一個隨機數陣列,再對該陣列進行排序,這樣更貼近實際業務。詳細的實現程式碼可能涉及到陣列、迴圈、冒號跳轉等技術,有興趣的朋友不妨動手實踐。下面是隨機陣列生成並排序的程式碼例子:
int[] numbers = new int[20];
loop : for (int i=0; i<numbers.length; i++) {
// 生成一個小於100的隨機整數
int item = (int) Math.round(Math.random()*1000%100);
// 下面的迴圈用來檢查陣列中是否已經存在該隨機數
for (int j=0; j<i; j++) {
if (numbers[j] == item) {
i--;
// 已經存在該隨機數,則繼續第一層迴圈,重新生成隨機數
continue loop;
}
}
// 原陣列不存在該隨機數,則把隨機數加入到陣列中
numbers[i] = item;
}
// 對整型陣列numbers裡的元素進行排序操作,sort方法得到的結果是升序排列
Arrays.sort(numbers);
for (int number : numbers) {
System.out.println("number = "+number);
}