3.3.4　數(shù)組工具Arrays

數(shù)組作為一種組合形式的數(shù)據(jù)類型，必然要求提供一些處理數(shù)組的簡便辦法，包括數(shù)組比較、數(shù)組復(fù)制、數(shù)組排序等。為此，Java專門設(shè)計(jì)了Arrays工具，該工具包含幾個(gè)常用方法，方便程序員加工數(shù)組。Arrays工具的常見方法簡述如下：

• Arrays.equals(a1，a2);　判斷a1和a2兩個(gè)數(shù)組是否相等，也就是每個(gè)元素是否都相等。
• Arrays.fill(a，val);　往數(shù)組a中填入指定的數(shù)值val。
• dest=Arrays.copyOf(src，newLength);　把數(shù)組src的內(nèi)容賦值給數(shù)組dest，且dest的長度為newLength。
• Arrays.sort(a);　對數(shù)組a的內(nèi)部元素排序，默認(rèn)按照升序排序。

下面詳細(xì)介紹以上4個(gè)數(shù)組處理方法的使用。

1．Arrays.equals方法

前面說過，雙等號“==”可用來判斷兩個(gè)變量的數(shù)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(gè)整型變量是否相等、兩個(gè)雙精度數(shù)是否相等、兩個(gè)布爾變量是否相等。若兩個(gè)數(shù)組變量通過“==”判斷相等與否，則比較的是這兩個(gè)數(shù)組是否為同一個(gè)數(shù)組，而不是比較兩個(gè)數(shù)組的所有元素是否都相等。要想判斷兩個(gè)數(shù)組內(nèi)部的每個(gè)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(gè)數(shù)組的所有元素都相等，返回false表示兩個(gè)數(shù)組至少有一個(gè)元素不相等。

2．Arrays.fill方法

在聲明數(shù)組變量的時(shí)候，經(jīng)常需要對它初始化賦值，比如書店進(jìn)了10本書，每本書的售價(jià)都是99元，那么按照常規(guī)寫法只能書寫10遍99，就像下面的代碼這樣：

        // 構(gòu)造一個(gè)包含10個(gè)99的數(shù)組變量
        int[] prices={99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99};

顯然輸入重復(fù)的數(shù)字是個(gè)負(fù)擔(dān)，尤其重復(fù)數(shù)量很多的時(shí)候更甚。現(xiàn)在利用Arrays的fill方法，只需一行代碼即可對該數(shù)組的所有元素都填上相同的數(shù)值，于是數(shù)組的初始賦值代碼便優(yōu)化為下面這樣（完整代碼見本章源碼的src\com\control\array\ArrayFill.java）：

        int[] prices=new int[10];      // 聲明一個(gè)整型數(shù)組，數(shù)組大小為10
        Arrays.fill(prices, 99);          // 給整型數(shù)組的每個(gè)元素全部填寫99
        for (int price : prices) {      // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有元素?cái)?shù)值
            System.out.println("price="+price);
        }

3．Arrays.copyOf方法

把一個(gè)數(shù)組變量賦值給另一個(gè)數(shù)組變量，似乎可以用等號直接賦值，這在一般情況下沒有問題，但如果賦值之后修改了原數(shù)組的某個(gè)元素，就會出現(xiàn)問題了。譬如以下的演示代碼，先把數(shù)組變量pricesOrigin賦值給pricesAssign，接著修改原數(shù)組pricesOrigin的元素值，再打印新數(shù)組pricesAssign的所有元素（完整代碼見本章源碼的src\com\control\array\ArrayCopy.java）：

        int[] pricesOrigin={99, 99, 99, 99, 99};// 聲明一個(gè)整型數(shù)組，數(shù)組大小為5，且5個(gè)元素全為99
        // 復(fù)制數(shù)組的第一個(gè)辦法：利用等號直接賦值。新數(shù)組只是原數(shù)組的別名
        int[] pricesAssign=pricesOrigin;
        pricesOrigin[1]=80;
        for (int price : pricesAssign) {  // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有元素?cái)?shù)值
            System.out.println("assign price="+price);
        }

運(yùn)行以上的演示代碼，完整的日志輸出如下：

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(gè)數(shù)組元素竟然變了，可是演示代碼明明只改了原數(shù)組pricesOrigin，并未修改新數(shù)組pricesAssign？讓測試程序錯(cuò)亂的緣故是數(shù)組之間的等號賦值相當(dāng)于給數(shù)組起一個(gè)別名，并非從頭到尾完整復(fù)制一個(gè)新數(shù)組出來。既然只是起了別名，那么實(shí)際上還是原名稱所指的數(shù)組，無非是該數(shù)組有兩個(gè)名字罷了。

顯然這種情況不是程序員期望的結(jié)果，程序員的本意是復(fù)制另外的數(shù)組，新數(shù)組不再與原數(shù)組有任何關(guān)聯(lián)，大家井水不犯河水，互不干涉、互不影響，最好克隆一個(gè)一模一樣的新數(shù)組出來。Java恰巧給每個(gè)數(shù)組變量都提供了clone方法，該方法正是拿來克隆數(shù)組用的。克隆出來的新數(shù)組分配了單獨(dú)的存儲空間，并且數(shù)組元素的數(shù)值與原數(shù)組完全一致，如此便實(shí)現(xiàn)了正常意義上的數(shù)組賦值功能。利用clone方法復(fù)制數(shù)組變量的示例代碼如下：

        // 復(fù)制數(shù)組的第二個(gè)辦法：調(diào)用原數(shù)組的clone方法。新數(shù)組由原數(shù)組克隆而來
        int[] pricesClone=pricesOrigin.clone();
        pricesOrigin[1]=80;
        for (int price : pricesClone) {  // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有元素?cái)?shù)值
            System.out.println("clone price="+price);
        }

運(yùn)行以上示例代碼，得到下面的日志輸出結(jié)果：

clone price=99

clone price=99

clone price=99

clone price=99

clone price=99

可見此時(shí)修改了原數(shù)組的元素值，并沒有改變新數(shù)組的元素值，真正做到了完整的復(fù)制操作。

clone方法正如其名，它把原數(shù)組的所有元素一個(gè)不漏地全部復(fù)制到新數(shù)組，這意味著，如果只想復(fù)制部分元素給新數(shù)組，clone方法就無能為力了。為此，Java給Arrays工具增配了一個(gè)copyOf方法，該方法允許從來源數(shù)組復(fù)制若干元素給目標(biāo)數(shù)組。當(dāng)待復(fù)制的元素個(gè)數(shù)恰好等于原數(shù)組的大小時(shí)，copyOf方法的作用等同于數(shù)組變量的clone方法。下面是通過copyOf方法將數(shù)組原樣復(fù)制到新數(shù)組的代碼例子：

        // 復(fù)制數(shù)組的第3個(gè)辦法：調(diào)用Arrays工具的copyOf方法。允許復(fù)制部分元素
        int[] pricesCopy=Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length);
        for (int price : pricesCopy) {  // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有元素?cái)?shù)值
            System.out.println("copy price="+price);
        }

從上面的代碼看到，copyOf方法后面跟著兩個(gè)參數(shù)：第一個(gè)參數(shù)是原數(shù)組的名稱；第二個(gè)參數(shù)是要復(fù)制的元素個(gè)數(shù)。接下來，把第二個(gè)參數(shù)改小一點(diǎn)，看看copyOf方法是否真的支持只復(fù)制部分元素。于是第二個(gè)參數(shù)改為pricesOrigin.length-1之后的代碼如下：

        // 改變copyOf方法的第二個(gè)參數(shù)值，允許復(fù)制指定大小的數(shù)組元素
        int[] pricesPart=Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length-1);
        for (int price : pricesPart) {  // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有元素?cái)?shù)值
            System.out.println("part price="+price);
        }

重新運(yùn)行修改后的數(shù)組復(fù)制代碼，日志輸出結(jié)果如下：

part price=99

part price=99

part price=99

part price=99

可以看到新數(shù)組的元素只有4個(gè)，而原數(shù)組共有5個(gè)元素，說明此時(shí)的確只復(fù)制了部分元素。

Arrays工具的copyOf方法還有一個(gè)妙用，比如有一個(gè)數(shù)組分配了初始大小為5，現(xiàn)在想把該數(shù)組的長度擴(kuò)大到10，這時(shí)利用copyOf方法就能動態(tài)調(diào)整數(shù)組的大小。具體做法是：調(diào)用copyOf方法時(shí)，來源數(shù)組和目標(biāo)數(shù)組都填該數(shù)組的名稱，然后待復(fù)制的元素大小填寫擴(kuò)大后的長度。下面的代碼將演示如何將某數(shù)組的大小增大一位：

        // 把copyOf方法的返回值賦給原數(shù)組，可以動態(tài)調(diào)整該數(shù)組的大小
        pricesOrigin=Arrays.copyOf(pricesOrigin, pricesOrigin.length+1);
        for (int price : pricesOrigin) {  // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有元素?cái)?shù)值
            System.out.println("origin price="+price);
        }

運(yùn)行調(diào)整數(shù)組大小的演示代碼，觀察到以下的日志輸出：

origin price=99

origin price=99

origin price=99

origin price=99

origin price=99

origin price=0

由此可見，數(shù)組大小果然增大了一位，并且新增的數(shù)組元素值為0，這正是整型變量的默認(rèn)數(shù)值。

4．Arrays.sort方法

顧名思義，Arrays工具的sort方法是給數(shù)組元素排序的，并且默認(rèn)的排序結(jié)果為升序。sort方法用起來很簡單，只要把待排序的數(shù)組名稱填進(jìn)圓括號，編譯器就會自動完成該數(shù)組的排序任務(wù)。舉一個(gè)給整型數(shù)組排序的例子，簡單的Java實(shí)現(xiàn)代碼如下：

        int[] prices={ 99, 80, 18, 68, 8 };
        // 對整型數(shù)組prices里的元素排序，sort方法得到的結(jié)果是升序排列
        Arrays.sort(prices);
        for (int price : prices) {  // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有元素?cái)?shù)值
            System.out.println("price=" + price);
        }

運(yùn)行上述的排序代碼，得到下面的結(jié)果日志：

price=8

price=18

price=68

price=80

price=99

從日志看到，排序后的數(shù)組元素從小到大打印，很明顯這是升序排列。

當(dāng)然，在前面的例子中，數(shù)組元素早在聲明數(shù)組時(shí)便初始化賦值了，實(shí)戰(zhàn)性不強(qiáng)。接下來，嘗試動態(tài)生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)數(shù)組，再對該數(shù)組排序，這樣更貼近實(shí)際業(yè)務(wù)。詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)代碼涉及數(shù)組、循環(huán)、冒號跳轉(zhuǎn)等技術(shù)，有興趣的讀者不妨動手實(shí)踐。下面是生成隨機(jī)數(shù)組并對其排序的代碼例子（完整代碼見本章源碼的src\com\control\array\ArraySort.java）：

        int[] numbers=new int[10];  // 創(chuàng)建一個(gè)大小為10的整型數(shù)組
        loop: for (int i=0; i < numbers.length; i++) {
            int item=new Random().nextInt(100);  // 生成一個(gè)小于100的隨機(jī)整數(shù)
            // 下面的循環(huán)用來檢查數(shù)組中是否已經(jīng)存在該隨機(jī)數(shù)
            for (int j=0; j < i; j++) {
                if (numbers[j] == item) {
                                 // 若已經(jīng)存在該隨機(jī)數(shù)，則繼續(xù)第一層循環(huán)，重新生成隨機(jī)數(shù)
                    i--;              // 本次循環(huán)做了無用功，取消當(dāng)前的計(jì)數(shù)
                    continue loop;      // 繼續(xù)以loop標(biāo)記的外層循環(huán)
                }
            }
            numbers[i]=item;      // 若原數(shù)組不存在該隨機(jī)數(shù)，則把隨機(jī)數(shù)加入數(shù)組中
        }
        // 對整型數(shù)組numbers里的元素排序，sort方法得到的結(jié)果是升序排列
        Arrays.sort(numbers);
        for (int number : numbers) {  // 循環(huán)遍歷并打印整型數(shù)組的所有隨機(jī)數(shù)
            System.out.println("number=" + number);
        }