Java 數組優秀指南，快收藏讓它吃灰
兩年前，我甚至寫過一篇文章，吐槽數組在 Java 中挺雞肋的，因為有 List 誰用數組啊，現在想想那時候的自己好幼稚，好可笑。因為我只看到了表面現象，實際上呢，List 的內部仍然是通過數組實現的，比如說 ArrayList，在它的源碼里可以看到下面這些內容：
- /**
- * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
- * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
- * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
- * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
- */
- transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
- /**
- * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
- *
- * @serial
- */
- private int size;
數組在 Java 中，必須算是核心，神一般的存在。
01、什么是數組
按照 Javadoc 給出的解釋，數組是一個對象，它包含了一組固定數量的元素，并且這些元素的類型是相同的。數組會按照索引的方式將元素放在指定的位置上，意味著我們可以通過索引來訪問到這些元素。在 Java 中，索引是從 0 開始的。
我們可以將數組理解為一個個整齊排列的單元格，每個單元格里面存放著一個元素。
數組元素的類型可以是基本數據類型(比如說 int、double)，也可以是引用數據類型(比如說 String)，包括自定義類型的對象。
了解了數組的定義后，讓我們來深入地研究一下數組的用法。
在 Java 中，數組的聲明方式有兩種。
先來看第一種：
- int[] anArray;
再來看第二種：
- int anOtherArray[];
不同之處就在于中括號的位置，是緊跟類型，還是放在變量名的后面。前者比后者的使用頻率更高一些。
接下來就該看看怎么初始化數組了，同樣有多種方式可以初始化數組，比如說最常見的是：
- int[] anArray = new int[10];
使用了 new 關鍵字，對吧?這就意味著數組的確是一個對象。然后，在方括號中指定了數組的長度，這是必須的。
這時候，數組中的每個元素都會被初始化為默認值，int 類型的就為 0，Object 類型的就為 null。
另外，還可以使用大括號的方式，直接初始化數組中的元素：
- int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
這時候，數組的元素分別是 1、2、3、4、5，索引依次是 0、1、2、3、4。
02、訪問數組
前面提到過，可以通過索引來訪問數組的元素，就像下面這樣：
- anArray[0] = 10;
- System.out.println(anArray[0]);
通過數組的變量名，加上中括號，加上元素的索引，就可以訪問到數組，通過“=”操作符進行賦值。
如果索引的值超出了數組的界限，就會拋出 ArrayIndexOutOfBoundException，關于這方面的知識，我之前特意寫過一篇文章，如果你感興趣的話，可以跳轉過去看看。
為什么會發生ArrayIndexOutOfBoundsException
我覺得原因挺有意思的。
既然數組的索引是從 0 開始，那就是到數組的 length - 1 結束，不要使用超出這個范圍內的索引訪問數組，就不會拋出數組越界的異常了。
03、遍歷數組
當數組的元素非常多的時候，逐個訪問數組就太辛苦了，所以需要通過遍歷的方式。
第一種，使用 for 循環：
- int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
- for (int i = 0; i < anOtherArray.length; i++) {
- System.out.println(anOtherArray[i]);
- }
通過 length 屬性獲取到數組的長度，然后索引從 0 開始遍歷，就得到了數組的所有元素。
第二種，使用 for-each 循環：
- for (int element : anOtherArray) {
- System.out.println(element);
- }
如果不需要關心索引的話(意味著不需要修改數組的某個元素)，使用 for-each 遍歷更簡潔一些。當然，也可以使用 while 和 do-while 循環。
04、可變參數
可變參數用于將任意數量的參數傳遞給方法：
- void varargsMethod(String... varargs) {}
varargsMethod() 方法可以傳遞任意數量的字符串參數，可以是 0 個或者 N 個，本質上，可變參數就是通過數組實現的，為了證明這一點，我們可以通過 jad 反編譯一下字節碼：
- public class VarargsDemo
- {
- public VarargsDemo()
- {
- }
- transient void varargsMethod(String as[])
- {
- }
- }
所以我們其實可以直接將數組作為參數傳遞給可變參數的方法：
- VarargsDemo demo = new VarargsDemo();
- String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員"};
- demo.varargsMethod(anArray);
也可以直接傳遞多個字符串，通過逗號隔開的方式：
- demo.varargsMethod("沉默王二", "一枚有趣的程序員");
05、把數組轉成 List
List 封裝了很多常用的方法，方便我們對集合進行一些操作，而如果直接操作數組的話，多有不便，因此有時候我們需要把數組轉成 List。
比較原始的方式，就是通過遍歷數組的方式，一個個將數組添加到 List 中。
- int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
- List<Integer> aList = new ArrayList<>();
- for (int element : anArray) {
- aList.add(element);
- }
更優雅的方式是通過 Arrays 類的 asList() 方法：
- List<Integer> aList = Arrays.asList(anArray);
但需要注意的是，該方法返回的 ArrayList 并不是 java.util.ArrayList，它其實是 Arrays 類的一個內部類：
- private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
- implements RandomAccess, java.io.Serializable{}
如果需要添加元素或者刪除元素的話，最好把它轉成 java.util.ArrayList。
- new ArrayList<>(Arrays.asList(anArray));
06、把數組轉成 Stream
Java 8 新增了 Stream 流的概念，這就意味著我們也可以將數組轉成 Stream 進行操作，而不是 List。
- String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員", "好好珍重他"};
- Stream<String> aStream = Arrays.stream(anArray);
也可以直接對數組的元素進行剪輯，通過指定索引的方式：
- Stream<String> anotherStream = Arrays.stream(anArray, 1, 3);
結果包含"一枚有趣的程序員"和"好好珍重他"，1 這個索引位置包括，3 這個索引位置不包括。
07、數組排序
Arrays 類提供了一個 sort() 方法，可以對數組進行排序。
- 基本數據類型按照升序排列
- 實現了 Comparable 接口的對象按照 compareTo() 的排序
來看第一個例子：
- int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
- Arrays.sort(anArray);
排序后的結果如下所示：
- [1, 2, 4, 5, 8]
來看第二個例子：
- String[] yetAnotherArray = new String[] {"A", "E", "Z", "B", "C"};
- Arrays.sort(yetAnotherArray, 1, 3,
- Comparator.comparing(String::toString).reversed());
只對 1-3 位置上的元素進行反序，所以結果如下所示：
- [A, Z, E, B, C]
08、數組搜索
有時候，我們需要從數組中查找某個具體的元素，比較直接的方式就是通過遍歷的方式：
- int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
- for (int i = 0; i < anArray.length; i++) {
- if (anArray[i] == 4) {
- System.out.println("找到了 " + i);
- break;
- }
- }
上例中從數組中查詢元素 4，找到后通過 break 關鍵字退出循環。
如果數組提前進行了排序，就可以使用二分查找法，這樣效率就會更高一些。Arrays.binarySearch() 方法可供我們使用，它需要傳遞一個數組，和要查找的元素。
- int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
- int index = Arrays.binarySearch(anArray, 4);
09、總結
除了一維數組，還有二維數組，但說實話，二維數組不太常用，這里就不再介紹了，感興趣的話，可以嘗試打印以下楊輝三角。
這篇文章，我們介紹了 Java 數組的基本用法和一些高級用法，我想小伙伴們應該已經完全掌握了。
