Java開發筆記（二十三）數組工具Arrays
數組作為一種組合形式的數據類型，必然要求提供一些處理數組的簡便辦法，包括數組比較、數組復制、數組排序等等。為此Java專門設計了Arrays工具，該工具包含了幾個常用方法，方便程序員對數組進行加工操作。Arrays工具的方法說明如下：
Arrays.equals(a1, a2); // 判斷a1和a2兩個數組是否相等，也就是每個元素是否都相等 Arrays.fill(a, val); // 往數組a全部填入指定的數值val dest = Arrays.copyOf(src, newLength); // 把數組src的內容賦值給數組dest，且dest的長度為newLength Arrays.sort(a); // 對數組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數組處理方法進行介紹：
1、Arrays.equals方法
前面說過，雙等號“==”可用來判斷兩個變量的數值是否相等，但“==”只適合基本變量類型之間的比較，例如比較兩個整型變量是否相等、兩個雙精度數是否相等、兩個布爾變量是否相等。如果兩個數組變量通過“==”進行相等判斷，則比較的是這兩個數組是否為同一個數組，而不是比較兩個數組的所有元素是否都相等。要想判斷兩個數組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表示兩個數組的所有元素都相等，返回false表示兩個數組至少有一個元素不相等。
2、Arrays.fill方法
在聲明數組變量的時候，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，那麽按照常規寫法只能書寫十遍99，就像下面代碼這樣：
// 構造一個包含十個99的數組變量
int[] prices = {99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99};
顯然輸入重復的數字是個負擔，尤其重復數量很多的時候更甚。現在利用Arrays的fill方法，只需一行代碼即可對該數組的所有元素都填上相同的數值，於是數組的初始賦值代碼便優化為下面這樣：
// 聲明一個整型數組，數組大小為10
int[] prices = new int[10];
// 給整型數組的每個元素全部填寫99
Arrays.fill(prices, 99);
// 打印整型數組的所有元素數值
for (int price : prices) {
System.out.println("price = "+price);
}
3、Arrays.copyOf方法
把一個數組變量賦值給另一個數組變量，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數組的某個元素，那就出現問題了。譬如以下的演示代碼，先把數組變量pricesOrigin賦值給pricesAssign，接著修改原數組pricesOrigin的元素值，再去打印新數組pricesAssign的所有元素：
// 聲明一個整型數組，數組大小為5，並且5個元素全為99
int[] pricesOrigin = {99, 99, 99, 99, 99};
// 復制數組的第一個辦法：利用等號直接賦值
int[] pricesAssign = pricesOrigin;
pricesOrigin[1] = 80;
for (int price : pricesAssign) {
System.out.println("assign price = "+price);
}
運行以上的演示代碼，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數組元素竟然變了，可是演示代碼明明只改了原數組pricesOrigin，並未修改新數組pricesAssign呀。讓測試程序出現神經錯亂的緣故，乃是數組之間的等號賦值相當於給數組起個別名，並非從頭到尾完整復制一個新數組出來。既然只是起了個別的名稱，那麽實際上還是原名稱所指的數組，無非是該數組有兩個姓名罷了。
顯然這個情況不是程序員期望的結果，程序員的本意是復制另外的數組，新數組不再與原數組有任何關聯，大家井水不犯河水，互不幹涉、互不影響。最好克隆一個一模一樣的新數組出來，Java恰巧給每個數組變量都提供了clone方法，該方法正是拿來克隆數組用的。克隆出來的新數組有分配單獨的存儲空間，並且數組元素的數值與原數組完全一致，如此便實現了正常意義上的數組賦值功能。利用clone方法復制數組變量的示例代碼如下：
// 復制數組的第二個辦法：調用原數組的clone方法
int[] pricesClone = pricesOrigin.clone();
pricesOrigin[1] = 80;
for (int price : pricesClone) {
System.out.println("clone price = "+price);
}
運行如上的示例代碼，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
可見此時修改了原數組的元素數值，並沒有改變新數組的元素值，真正做到了完整的復制操作。
不過clone方法人如其名，它把原數組的所有元素一個不漏全部復制到新數組，這意味著，如果只想復制部分元素給新數組，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，該方法允許從來源數組復制若幹元素給目標數組。當待復制的元素個數恰好等於原數組的大小時，copyOf方法的作用等同於數組變量的clone方法。下面是通過copyOf方法將數組原樣復制到新數組的代碼例子：
// 復制數組的第三個辦法：調用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);
}
從上面代碼看到，copyOf方法身後跟著兩個參數，第一個參數是原數組的名稱，第二個參數是要復制的元素個數。接下來把第二個參數改小一點，看看copyOf方法是否真的支持只復制部分元素？於是第二個參數改為“pricesOrigin.length-1”之後的代碼如下所示：
// 改變copyOf方法的第二個參數值，允許復制指定大小的數組元素
int[] pricesPart = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length-1);
for (int price : pricesPart) {
System.out.println("part price = "+price);
}
重新運行修改後的數組復制代碼，日誌輸出結果見下：
part price = 99 part price = 99 part price = 99 part price = 99
這下看到新數組的元素只有四個，而原數組共有五個元素，說明此時的確只復制了部分元素。
Arrays工具的copyOf方法還有個妙用，比如有個數組分配了初始大小為5，現在想把該數組的長度擴大到10，這時利用copyOf方法就能動態調整數組的大小。具體做法是：調用copyOf方法之時，來源數組和目標數組都填該數組的名稱，然後待復制的元素大小填寫擴大後的長度。下面的代碼便演示了如何將某數組的大小拉長一位：
// 把copyOf方法的返回值賦給原數組，可以動態調整該數組的大小
pricesOrigin = Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length+1);
for (int price : pricesOrigin) {
System.out.println("origin price = "+price);
}
運行調整數組大小的演示代碼，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，數組大小果然增大了一位，並且新增的數組元素值為0，這正是整型變量的默認數值。
4、Arrays.sort方法
顧名思義，Arrays工具的sort方法是給數組元素排序的，並且排序結果為升序。sort方法用起來很簡單，只要把待排序的數組名稱填進圓括號，編譯器就會自動完成該數組的排序任務。舉個給整型數組排序的例子，簡單的Java實現代碼如下：
int[] pricesOrigin = {99, 80, 18, 68, 8};
// 對整型數組pricesOrigin裏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);
}
運行上述的排序代碼，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，排序後的數組元素從小到大打印，很明顯這是升序排列。
當然，在前面的例子中，數組元素早在聲明數組時便初始化賦值了，實戰性不強。接下來嘗試動態生成一個隨機數數組，再對該數組進行排序，這樣更貼近實際業務。詳細的實現代碼可能涉及到數組、循環、冒號跳轉等技術，有興趣的朋友不妨動手實踐。下面是隨機數組生成並排序的代碼例子：
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);
// 下面的循環用來檢查數組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，則繼續第一層循環，重新生成隨機數
continue loop;
}
}
// 原數組不存在該隨機數，則把隨機數加入到數組中
numbers[i] = item;
}
// 對整型數組numbers裏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);
}
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