java编程思想读书笔记 第十六章 数组

数组，你可以创建并组装它们，通过使用整型索引值访问它们的元素，并且它们的尺寸不能改变。

1、数组为什么特殊
数组与其他种类的容器之间的区别有三方面：效率、类型和保存基本类型的能力。在Java中数组是一种效率最高的存储和随机访问对象引用序列的方式。数组就是一个简单的线性序列，这使得元素访问非常快速。但是为这种速度所付出的代价是数组对象的大小被固定，并且在其生命周期中不可改变。
数组可以持有基本类型，而泛型之前的容器不能，但是由了泛型，容器就可以指定并检查它们所持有的对象的类型，并且有了自动包装机制。容器和数字持有对象的方式都是类型检查型的，并且唯一明显的差异就是数组使用[]来访问元素，而LIst使用的是add()和get()这样的方法。数组和ArrayList之间的相似性是有意义的，这两者之间的切换时很容易的。
泛型的出现使得容器也具备了类型检查的能力，而自动装箱机制使容器可以与数组几乎一模一样的用于基本类型，数组的硕果仅存的优点就是效率。

2、数组是第一级对象
无论使用哪种类型的数组，数组标识符其实只是一个引用，指向在堆中创建的一个真实对象，这个对象用以保存指向其他对象的引用。可以作为数组初始化语法的一部分隐式地创建此对象，或者用new表达式显式地创建。只读成员length是数组对象的一部分，表示此数组对象可以存储多少元素。”[]”语法是访问数组对象的唯一方式。对象数组和基本类型数组在使用上几乎是相同的，唯一的区别就是对象数组保存的是引用，基本类型数组直接保存基本类型的值。下面总结了初始化数组的各种方式：
在声明数组时可采用“聚集初始化”方法：
int[] integers = {0, 1, 2, 3, 4};
但是如果不在声明时初始化则必须采用“动态聚集初始化”方法：
int[] integers;
integers = new int[] {0, 1, 2, 3, 4};

3、多维数组
创建多维数组的方式：
对于基本类型的多维数组，可以通过使用花括号将每个向量分隔来，如二维数组：int a[][] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, };
使用new来分配数组，三维数组：int a[][][] = new int[2][2][4];
基本类型数组的值在不进行显式地初始化的情况下，会被自动地初始化。对象数组会被初始化为null。
Java 1.5新增的Arrays.deepToString()方法可以将多维数组转换为可读的String。数组中构造矩阵的每个向量都可以具有任意的长度，这被称为粗糙数组。

4、 数组与泛型
通常，数组与泛型不能很好地结合。你不能实例化具有参数化类型的数组，例如
Peel[] peels = new Peel[10]; //不合法
擦除会移除参数类型信息，而数组必须知道它们所持有的确切类型，以强制保证类型安全。但是可以创建非泛型的数组，然后将其转型为泛型数组，一旦拥有了泛型数组的引用，就会得到编译器检查。但是数组是协变的，因此List也是Object[]，并且可以利用这一点把ArrayList赋值到数组中而不会有编译期或运行时错误：

List<String>[] ls;
List[] la = new List[20];
ls = (List<String>[])la;
ls[0] = new ArrayList<String>();
//编译错误
//ls[1] = new ArrayList();
Object[] objects = ls;
objects[1] = new ArrayList();

如果确定将来不会向上转型，并且需求相对简单，那么可以创建泛型数组，它提供基本的编译器类型检查。但是泛型容器总是比泛型数组更好的选择。

5、创建测试数据
Java标准类库Arrays有一个作用十分有限的fill()方法，只能用同一个值填充各个位置，针对对象而言，就是复制同一个引用进行填充，还可以只填充数组的某个区域：
Arrays.fill(a9, “Hello”);
Arrays.fill(a9, 3, 5, “World”);
使用Arrays.fill()可以填充整个数组，或者只填充数组的某个区域。但是由于只能用单一的数值来调用Arrays.fill()，因此所产生的结果并非特别有用。

6、Arrays实用功能
在java.util类库中可以找到Arrays类，它有一套用于数组的static适用方法，其中有六个基本方法：equals()用于比较两个数组是否相等（deepEquals()用于多维数组）；fill()在前面已经说过了；sort()用于对数组排序；binarySearch()用于在已经排序的数组中查找元素；toString（）产生数组的String表示，hashCode()产生数组的散列码。所有这些方法对各种基本类型和Object类而重载过。次哇UArrays.List()接受任意的序列或数组作为其参数，并将其转变为List容器。
1)复制数组
Java标准类库提供static方法System.arraycopy()，用它复制数组比用for循环复制快很多。
格式为：System.arraycopy(Object src, int srcPosition, Object dest, int destPosition, int length);
基本类型数组与对象数组都可以复制。如果复制对象数组，只是复制了对象的引用——而不是对象本身的拷贝，这被称为浅复制。System.arraycopy()不会执行自动包装盒自动拆包，两个数组必须具有相同的确切类型。
2）数组的比较
Arrays类提供了静态equals()方法，用来比较整个数组。数组相等的条件是元素个数必须相等，并且对应位置的元素也相等，通过对每一个元素使用equals()方法来作比较。使用Arrays.deepEquals()可以比较多维数组。使用静态方法Arrays.sort()用语对数组进行排序。
3）数组元素的比较
Java有两种方式来提供比较功能：
第一种是实现java.lang.Comparable借口，使类具有天生的比较能力。此接口只有一个compareTo()方法，此方法接收另一个Object为参数，如果当前对象小于参数则返回负值，如果相等则返回零，如果当前对象大于参数则返回正值。如果对没有实现Comparable接口的类的数组进行排序，会抛出ClassCastException。因为sort()需要把参数的类型转换为Comparable。
另外一种，假设使用别人定义好的类并没有实现Comparable接口，或者类实现了Comparable接口但是需要另外一种比较方式。就需要创建一个实现了Comparator接口的单独的类。这是策略设计模式的一个应用实例。这个类有两个方法compare()和equals()方法。不一定要实现equals()方法，因为它间接的继承自Object的equals()方法。
4）数组排序
Collections类包含一个reverseOrder()静态方法可以产生一个Comparator，它可以翻转自然的排序顺序。
String的排序算法依据词典编排顺序排序，所以大写字母开头的词都放在前面，然后是小写字母。如果想忽略大小写可以使用String.CASE_INSENSITIVE_ORDER比较器。
5）在已排序的数组中查找
Java标准类库的排序算法对各种类型的正排序都进行了优化——针对基本类型设计的快速排序和针对对象设计的稳定归并排序。所以无需单行排序的性能。如果数组已经排好顺序就可以使用Arrays.binarySearch()执行快速查找。如果要对未排序的数组使用binarySearch()将产生不可预料的结果（可能指没找到元素的返回情况）。如果找到了目标，Arrays.binarySearch()产生的返回值大于或等于0.否则产生负返回值，表示若要保持数组的排序状态此目标元素应该插入的位置。这个负值的计算方式的：-(插入点)-1。插入点指第一个大于查找对象的元素在数组中的位置，如果数组中所有的元素都小于查找的对象，插入点就等于数组的长度。如果数组包含重复的元素，则无法保证找到的是这些副本中的哪一个。
如果需要对没有重复元素的数组排序可以使用TreeSet（保持排序顺序），或者LinkedHashSet（保持插入顺序）。这些类会自动处理所有细节。除非他们成为程序性能的瓶颈，否则不需要自己维护数组。
如果使用Comparator排序了某个对象数组，在使用binarySearch()时必须提供同样的Comparator。