JDK1.8源码(四)——java.util.Arrays类

一、概述

1、介绍

　　Arrays 类是 JDK1.2 提供的一个工具类，提供处理数组的各种方法，基本上都是静态方法，能直接通过类名Arrays调用。

二、类源码

1、asList()方法

　　将一个泛型数组转化为List集合返回。但是，这个List集合既不是ArrayList实例，也不是Vector实例。它是一个固定长度的 List 集合，是 Arrays 的一个内部类 java.util.Arrays.ArrayList。
　　代码示例：使用

public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {Integer[] d = {3, 1, 2};final List<Integer> integers = Arrays.asList(d);System.out.println(integers);}}// 结果[3, 1, 2]

　　源码示例：

public static <T> List<T> asList(T... a) {return new ArrayList<>(a);}private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>implements RandomAccess, java.io.Serializable{// 源码省略，读者可自行用idea查看}

　　说明：
　　①、定长列表，只能对其进行查看或者修改，不能进行添加或者删除操作

public class Main {public static void main(String[] args) {String[] str = {\"a\", \"b\", \"c\"};List<String> list = Arrays.asList(str);// 可以进行修改list.set(1, \"e\");System.out.println(list.toString()); // [a, e, c]list.add(\"a\"); //添加元素会报错 java.lang.UnsupportedOperationException}}

　　查看源码发现，该类没有add() 和 remove()方法。如果对其进行增加或者删除操作，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。源码如下：

// 类 AbstractListpublic boolean add(E e) {add(size(), e);return true;}public void add(int index, E element) {throw new UnsupportedOperationException();}

　　②、引用类型的数组和基本类型的数组区别

public class Main {public static void main(String[] args) {String[] str = {\"a\", \"b\", \"c\"};final List<String> list = Arrays.asList(str);System.out.println(list.size()); // 3int[] i = {1, 2, 3};final List<int[]> ints = Arrays.asList(i);System.out.println(ints.size()); // 1Integer[] in = {1, 2, 3};final List<Integer> integers = Arrays.asList(in);System.out.println(integers.size()); // 3}}

　　类类型才是泛型，基本数据类型不能作为泛型的参数。读者根据上面结果自行体会一下。

　　③、返回的是原数组的里的引用，不是独立出来的集合对象

public class Main {public static void main(String[] args) {String[] str = {\"a\", \"b\", \"c\"};List<String> listStr = Arrays.asList(str);System.out.println(Arrays.toString(str)); // [a, b, c]listStr.set(0, \"d\");System.out.println(Arrays.toString(str)); // [d, b, c]}}

　　这里，修改的是返回的集合的内容，但是原数组的内容也变化了，所以只是返回了原数组的一个视图。如果希望返回一个全新的集合，可以如下：

public class Main {public static void main(String[] args) {String[] str = {\"a\", \"b\", \"c\"};ArrayList<String> strings = new ArrayList<>(Arrays.asList(str));strings.add(\"d\");System.out.println(Arrays.toString(str)); // [a, b, c]System.out.println(strings); // [a, b, c, d]}}

2、sort()方法

　　用于数组排序，有一系列重载方法。注意，如果是 Object 类型，需要实现Comparable接口或者传入一个比较器 Comparator ，使其具有可比性。可以参考这篇。Java比较器。
　　源码示例：

public static void sort(int[] a) {DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);}

　　这个方法的源码很长，分别对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。

3、binarySearch()方法

　　用于数组查找，是基于二分查找算法实现，有一系列重载方法，适用于各种基本数据类型以及对象数组。
　　值得注意的是：调用此方法，要求待查找的数组有序。存在，返回元素下标；不存在，返回一个负数（不是 -1）。
　　源码示例：

public static int binarySearch(int[] a, int key) {return binarySearch0(a, 0, a.length, key);}// 典型的二分查找算法private static int binarySearch0(int[] a, int fromIndex, int toIndex,int key) {int low = fromIndex;int high = toIndex - 1;while (low <= high) {int mid = (low + high) >>> 1;int midVal = a[mid];if (midVal < key)low = mid + 1;else if (midVal > key)high = mid - 1;elsereturn mid; // key found}// 找不到,返回并不是 -1return -(low + 1);  // key not found.}

4、copyOf()方法

　　拷贝数组元素。底层采用 System.arraycopy() 实现，这是一个native方法。
　　注意：这个方法在ArrayList源码扩容时，也是用的它。
　　代码示例：

public class Main {public static void main(String[] args) {int[] old = {1, 3, 2};int[] ints = Arrays.copyOf(old, 5);System.out.println(Arrays.toString(ints)); // [1, 3, 2, 0, 0]int[] ints1 = Arrays.copyOf(old, 1);System.out.println(Arrays.toString(ints1)); // [1]}}

　　源码示例：

// Arrays类public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {int[] copy = new int[newLength];System.arraycopy(original, 0, copy, 0,// 长度是旧数组长度 与 新长度 取小Math.min(original.length, newLength));return copy;}// System类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。

5、equals()/deepEquals()方法

　　①、equals
　　用于比较两个数组中对应位置的每一个元素是否相等。
　　源码示例：

// 基本数据类型数组比较public static boolean equals(int[] a, int[] a2) {// 引用相等,则相同if (a==a2)return true;if (a==null || a2==null)return false;int length = a.length;// 长度不同,则不相同if (a2.length != length)return false;// 循环依次比较数组中每个元素是否相等for (int i=0; i<length; i++)if (a[i] != a2[i])return false;return true;}// 引用类型数组比较public static boolean equals(Object[] a, Object[] a2) {if (a==a2)return true;if (a==null || a2==null)return false;int length = a.length;if (a2.length != length)return false;for (int i=0; i<length; i++) {Object o1 = a[i];Object o2 = a2[i];// 对象相同通过 equals 方法判断if (!(o1==null ? o2==null : o1.equals(o2)))return false;}return true;}

　　②、deepEquals
　　比较两个数组的元素是否相等，可以嵌套任意层次的数组。
　　源码就是递归的使用 deepEquals 判断每一层的数组是否相同。
　　代码示例：

public class Main {public static void main(String[] args) {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));// falseSystem.out.println(Arrays.deepEquals(name1, name2));// true}}

6、fill()方法

　　该系列方法用于给数组赋值，并能指定某个范围赋值。
　　代码示例：

public class Main {public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[4];System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [0, 0, 0, 0]Arrays.fill(arr, 6);System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [6, 6, 6, 6]}}

　　源码示例：

// 不写注释也能看懂的代码public static void fill(int[] a, int val) {for (int i = 0, len = a.length; i < len; i++)a[i] = val;}public static void fill(int[] a, int fromIndex, int toIndex, int val) {rangeCheck(a.length, fromIndex, toIndex);for (int i = fromIndex; i < toIndex; i++)a[i] = val;}

7、toString 和 deepToString方法

　　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。

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