【Java基础教程】（三十八）常用类库篇 · 第八讲：数组操作类——解析Arrays类中的全部操作方法，解锁Java数组操作技巧~

前言：在学习本文之前，应该先学习并清楚了解Java基础部分的数组相关的概念和知识。
若还不具备学习条件，请先前往学习数组部分的基础知识：
《【Java基础教程】（八）面向对象篇 · 第二讲：Java 数组全面解析——动态与静态初始化、二维数组、方法参数传递、排序与转置、对象数组、操作API~》

1️⃣ 概念

Java的数组类Arrays是为了提供一组便捷的操作和处理数组的方法而设计的。它旨在简化开发人员对数组进行操作的复杂性，并提供一些常用的功能。

数组是一种固定长度的数据结构，其中可以存储同一类型的多个元素。数组类Arrays允许开发人员在Java中声明、创建和操作这些数组。

2️⃣ 优势和缺点

• 优点：
  提供了丰富的数组操作方法，简化了代码的开发和维护过程；统一了不同类型的数组处理方式，减少了学习和理解的成本。

• 缺点：
  数组类Arrays的功能虽然强大，但并不能完全满足所有数组操作的需求；对于大规模数据的操作，可能存在性能问题。
  
  

3️⃣ 使用

3.1 Arrays类常用方法

以下是Java的数组类 Arrays 的全部操作方法API，按功能分类并以表格形式呈现：

方法	描述
List asList(T... a)	返回一个固定长度的List，包含指定数组中的所有元素
int binarySearch(Object[] a, Object key)	在指定数组中使用二分查找算法搜索指定元素的索引
int binarySearch(Object[] a, int fromIndex, int toIndex, Object key)	在指定范围内的数组使用二分查找算法搜索指定元素的索引
void sort(Object[] a)	对指定数组进行排序。方法重载，还支持：字节数组、字符数组、浮点数数组、整型数组
int hashCode(Object[] a)	返回指定数组的哈希码值
boolean equals(Object[] a, Object[] a2)	比较两个数组是否相等
String toString(int[] a)	返回指定整型数组的字符串表示形式。方法重载，还支持：字节数组、字符数组、浮点数数组、布尔数组
T[] copyOf(T[] original, int newLength)	将指定数组的长度调整为指定的新长度，返回一个新数组
T[] copyOfRange(T[] original, int from, int to)	将指定范围内的数组复制到一个新数组中，并返回新数组
void fill(int[] a, int val)	将指定整型数组的所有元素设置为指定值。方法重载，还支持：字节数组、字符数组、浮点数数组、布尔数组
boolean deepEquals(Object[] a1, Object[] a2)	比较两个数组是否深度相等，即逐级比较数组元素
T[] toArray(Collection c, Class clazz)	将指定集合转换为具有指定运行时类型的数组

这些方法提供了丰富的功能，可以通过调用相应的方法来操作和处理数组。

下面的程序演示了如何使用 Arrays 类的各种方法来操作和处理数组：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ArraysDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用asList方法，将数组转换为List
        Integer[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
        List<Integer> list = Arrays.asList(arr);
        System.out.println("Array as List: " + list);

        // 使用binarySearch方法，在数组中查找指定元素的索引
        int index = Arrays.binarySearch(arr, 3);
        System.out.println("Index of element 3: " + index);

        // 使用binarySearch方法，在指定范围内的数组中查找指定元素的索引
        int indexInRange = Arrays.binarySearch(arr, 1, 4, 3);
        System.out.println("Index of element 3 in range 1-4: " + indexInRange);

        // 使用sort方法进行排序
        int[] intArray = {8,9,7,6,10};
        Arrays.sort(intArray);
        System.out.println("Sorted array: " + Arrays.toString(intArray));

        // 使用hashCode方法获取数组的哈希码值
        int hashCode = Arrays.hashCode(arr);
        System.out.println("Hash code of array: " + hashCode);

        // 使用equals方法比较两个数组是否相等
        Integer[] anotherArr = {1, 2, 3, 4, 5};
        boolean isEqual = Arrays.equals(arr, anotherArr);
        System.out.println("Arrays are equal: " + isEqual);

        // 使用toString方法将整型数组转换为字符串表示形式
        String arrString = Arrays.toString(arr);
        System.out.println("Array as string: " + arrString);

        // 使用copyOf方法将数组长度调整为新长度，并返回新数组
        Integer[] resizedArray = Arrays.copyOf(arr, 3);
        System.out.println("Resized array: " + Arrays.toString(resizedArray));

        // 使用copyOfRange方法复制指定范围内的数组到新数组中
        Integer[] copiedArray = Arrays.copyOfRange(arr, 1, 4);
        System.out.println("Copied array: " + Arrays.toString(copiedArray));

        // 使用fill方法将数组元素设置为指定值
        int[] intArr = new int[5];
        Arrays.fill(intArr, 7);
        System.out.println("Filled array: " + Arrays.toString(intArr));

        // 使用deepEquals方法比较两个数组是否深度相等
        String[] strArr1 = {"apple", "banana"};
        String[] strArr2 = {"apple", "banana"};
        boolean isDeepEqual = Arrays.deepEquals(strArr1, strArr2);
        System.out.println("Arrays are deeply equal: " + isDeepEqual);

        // 使用toArray方法，将集合转换为指定类型的数组
        List<String> stringList = Arrays.asList("Hello", "World");
        String[] stringArr = stringList.toArray(new String[0]);
        System.out.println("Array from collection: " + Arrays.toString(stringArr));
    }
}

运行结果如下：

Array as List: [1, 2, 3, 4, 5]
Index of element 3: 2
Index of element 3 in range 1-4: 2
Sorted array: [6, 7, 8, 9, 10]
Hash code of array: 29615266
Arrays are equal: true
Array as string: [1, 2, 3, 4, 5]
Resized array: [1, 2, 3]
Copied array: [2, 3, 4]
Filled array: [7, 7, 7, 7, 7]
Arrays are equal: true
Arrays are deeply equal: true
Array from collection: [Hello, World]

3.2 使用技巧

使用Java的数组类Arrays时，可以考虑以下优化技巧：

• 数组的索引从0开始，要确保索引值不越界；

• 不要频繁地进行数组复制操作，以避免性能损失；

• 在进行大规模数据处理时，可以提前估算存储空间的大小，避免尺寸太大造成的空间浪费，也避免尺寸小造成的数据溢出异常问题；

• 尽量使用binarySearch()方法进行查找，而不是遍历整个数组；

• 对于需要频繁操作的数组，建议使用基本类型（如int、char）的数组，而不是对象类型；

• 注意排序方法的选择，不同的排序算法具有不同的时间复杂度和性能特点。
  
  

4️⃣ 应用场景

Java的数组类Arrays广泛应用于各个领域的开发，常见的应用场景包括：

• 数据结构和算法中的数组操作；
• 提供给外部模块或用户的接口中，以方便对数组进行操作；
• 在各种类型的数据处理任务中，如统计、排序等。
  
  

总结

Java的数组类Arrays提供了丰富的数组操作方法，可用于对数组进行排序、查找、填充等常用操作。它的设计目的是简化数组操作的复杂性，并提供一些常用功能，以提升开发效率和程序性能。使用时需要注意索引越界、性能优化等问题，并根据具体业务场景合理选择适当的方法及技巧。

---

⏪ 温习回顾上一篇（点击跳转）：
《【Java基础教程】（三十七）常用类库篇 · 第七讲：日期时间处理类——三万字全面讲解 LocalDateTime和 DateTimeFormatter，Date、Calendar ~》

⏩ 继续阅读下一篇（点击跳转）：
《【Java基础教程】（三十九）常用类库篇 · 第九讲：比较器——Comparable和 Comparator的讲解~》