《Java编程思想第四版》笔记---16章 数组

16.1 数组为什么特殊

（1）出现泛型之前：

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。

（2）泛型之后：

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。

（3）理解数组结构和优点：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。

16.2 数组是第一级对象

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};

16.4 多维数组

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。

自动包装机制对数组初始化器也起作用。

16.5 数组与泛型

Java 不支持泛型数组，不能实例化具有泛型参数类型的数组，但可以创建泛型数组的引用。

List[] ls = new ArrayList[10];

是不支持的，而

List[] ls = new ArrayList[10]

却可以。

提到了一种情况：

List[] lsa = new List[10]; // Not really allowed.

Object o = lsa;

Object[] oa = (Object[]) o;

List li = new ArrayList();

li.add(new Integer(3));

oa[1] = li; // Unsound, but passes run time store check

String s = lsa[1].get(0); // Run-time error: ClassCastException.

这种情况下，由于JVM泛型的擦除机制，在运行时JVM是不知道泛型信息的，所以可以给oa[1]赋上一个ArrayList而不会出现ArrayStoreException，但是在取出数据的时候却要做一次类型转换，所以就会出现ClassCastException，如果可以进行泛型数组的声明，上面说的这种情况在编译期将不会出现任何的警告和错误，只有在运行时才会出错。而对泛型数组的声明进行限制，对于这样的情况，可以在编译期提示代码有类型安全问题，比没有任何提示要强很多。

基于以上的原因，Java不支持声明泛型数组，更确切地表达是：数组的类型不可以是类型变量，除非是采用通配符的方式，看下面这个例子：

List[] lsa = new List[10]; // OK, array of unbounded wildcard type.

Object o = lsa;

Object[] oa = (Object[]) o;

List li = new ArrayList();

li.add(new Integer(3));

oa[1] = li; // Correct.

String s = (String) lsa[1].get(0); // Run time error, but cast is explicit.

因为对于通配符的方式，最后取出数据是要做显式的类型转换的，所以并不会存在上一个例子的问题。

16.6 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");

例子中有一段小数保留两位小数的代码可以借鉴：

int trimmed = Math.round(r.nextFloat() * 100);

return ((float)trimmed) / 100;

16.7 Arrays实用功能

(1) System.arraycopy() 数组复制

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。

System.arraycopy(Object src, int srcPosition, Object dest, int destPosition, int length);

注意：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。

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。

(2) Arrays.equals() 数组比较

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。

(3) Arrays.sort() 数组排序

使用静态方法Arrays.sort()用语对数组进行排序。

Java有两种方式来提供比较功能：

第一种：实现java.lang.Comparable接口

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。

第二种：创建一个实现了Comparator接口的单独的类

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。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。

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。

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。

(4) 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。

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。

作者在本章的总结中建议，当使用新版本的Java时，优选容器而不是数组。只有在已证明性能成为问题（并且切换到数组对性能提高有所帮助）时，才应该将程序重构为使用数组。