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Java中如何用Arrays工具类操作数组

穿越時空

发布： 2025-06-27 20:33:02

原创

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java中arrays工具类提供了多种高效的方法操作数组，包括排序、查找、填充、比较和复制等。1.arrays.sort()支持基本类型数组、对象数组及指定范围的排序；2.arrays.binarysearch()用于高效查找，需先排序；3.arrays.fill()可填充整个或指定范围数组；4.arrays.equals()和deepequals()分别用于比较一维和多维数组；5.arrays.copyof()和copyofrange()实现数组复制；6.arrays.aslist()将数组转为list，但该list不可变。使用时应根据需求选择合适方法以提高开发效率。

Java中如何用Arrays工具类操作数组

Java中Arrays工具类提供了许多方便的方法来操作数组，包括排序、查找、填充、比较等，可以大大简化数组操作的代码。

使用Arrays工具类可以更高效地处理数组，避免手动编写大量重复代码，提高开发效率。

Arrays.sort()方法：数组排序的多种方式

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排序是数组操作中最常见的需求之一。Arrays.sort()方法提供了多种排序方式，可以满足不同的场景需求。

基本类型数组排序： 对于int、double、char等基本类型数组，Arrays.sort()默认使用快速排序算法进行升序排序。例如：
```
int[] numbers = {5, 2, 8, 1, 9};
Arrays.sort(numbers); // numbers变为 {1, 2, 5, 8, 9}
```
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对象数组排序： 对于对象数组，需要实现Comparable接口或者提供Comparator比较器。Comparable接口允许对象自身定义比较规则，而Comparator则可以自定义比较规则，更加灵活。

class Person implements Comparable<Person> {
    String name;
    int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Person other) {
        return this.age - other.age; // 按年龄升序排序
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name + ":" + age;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] people = {new Person("Alice", 30), new Person("Bob", 25), new Person("Charlie", 35)};
        Arrays.sort(people); // people按年龄升序排序
        System.out.println(Arrays.toString(people)); // 输出 [Bob:25, Alice:30, Charlie:35]
    }
}

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或者使用Comparator：

Person[] people = {new Person("Alice", 30), new Person("Bob", 25), new Person("Charlie", 35)};
Arrays.sort(people, (p1, p2) -> p1.name.compareTo(p2.name)); // 按姓名升序排序
System.out.println(Arrays.toString(people)); // 输出 [Alice:30, Bob:25, Charlie:35]

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指定范围排序： 可以使用Arrays.sort(array, fromIndex, toIndex)对数组的指定范围进行排序。例如：
```
int[] numbers = {5, 2, 8, 1, 9};
Arrays.sort(numbers, 1, 4); // 对索引1到3的元素进行排序，numbers变为 {5, 1, 2, 8, 9}
```
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Arrays.binarySearch()方法：高效的数组查找

如果数组已经排序，可以使用Arrays.binarySearch()方法进行二分查找，这比线性查找效率高得多。

基本类型数组查找： 返回查找到的元素的索引，如果不存在则返回负数。

int[] numbers = {1, 2, 5, 8, 9};
int index = Arrays.binarySearch(numbers, 5); // index为2
int notFound = Arrays.binarySearch(numbers, 3); // notFound为-3 (-(插入点) - 1)

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对象数组查找： 与排序类似，对象数组查找也需要实现Comparable接口或者提供Comparator比较器。

Person[] people = {new Person("Alice", 30), new Person("Bob", 25), new Person("Charlie", 35)};
Arrays.sort(people); // 先排序
Person searchKey = new Person("Bob", 25);
int index = Arrays.binarySearch(people, searchKey); // 错误！需要提供Comparator

// 正确方式：
index = Arrays.binarySearch(people, searchKey, (p1, p2) -> p1.age - p2.age); //index 为 1

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Arrays.fill()方法：快速填充数组

Arrays.fill()方法可以将数组的所有元素或者指定范围内的元素设置为相同的值。

填充整个数组：

int[] numbers = new int[5];
Arrays.fill(numbers, 0); // numbers变为 {0, 0, 0, 0, 0}

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填充指定范围：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
Arrays.fill(numbers, 1, 4, 0); // numbers变为 {1, 0, 0, 0, 5}

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Arrays.equals()和Arrays.deepEquals()方法：比较数组内容

Arrays.equals()用于比较一维数组的内容是否相同。

int[] arr1 = {1, 2, 3};
int[] arr2 = {1, 2, 3};
int[] arr3 = {1, 2, 4};

System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr2)); // true
System.out.println(Arrays.equals(arr1, arr3)); // false

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Arrays.deepEquals()用于比较多维数组的内容是否相同。

int[][] matrix1 = {{1, 2}, {3, 4}};
int[][] matrix2 = {{1, 2}, {3, 4}};
int[][] matrix3 = {{1, 2}, {3, 5}};

System.out.println(Arrays.deepEquals(matrix1, matrix2)); // true
System.out.println(Arrays.deepEquals(matrix1, matrix3)); // false

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Arrays.copyOf()和Arrays.copyOfRange()方法：复制数组

Arrays.copyOf()用于复制整个数组。

int[] original = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] copy = Arrays.copyOf(original, original.length); // 复制整个数组
int[] shorterCopy = Arrays.copyOf(original, 3); // 复制前3个元素，结果为 {1, 2, 3}
int[] longerCopy = Arrays.copyOf(original, 7); // 复制整个数组，并用默认值填充剩余位置，结果为 {1, 2, 3, 4, 5, 0, 0}

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Arrays.copyOfRange()用于复制数组的指定范围。

int[] original = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] rangeCopy = Arrays.copyOfRange(original, 1, 4); // 复制索引1到3的元素，结果为 {2, 3, 4}

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Arrays.asList()方法：将数组转换为List

Arrays.asList()可以将数组转换为List集合。需要注意的是，这个List是固定大小的，不能进行添加或删除操作。

String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};
List<String> nameList = Arrays.asList(names);
System.out.println(nameList); // 输出 [Alice, Bob, Charlie]

// nameList.add("David"); // 抛出 UnsupportedOperationException，因为List大小固定

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如何选择合适的排序算法？

Arrays.sort()方法内部使用的排序算法会根据数组类型和大小进行优化选择。对于基本类型数组，通常使用快速排序或归并排序的变种。对于对象数组，如果实现了Comparable接口，则使用归并排序。了解这些可以帮助你更好地理解排序性能。

Arrays工具类中的parallelSort方法是什么，它与sort方法的区别是什么？

Arrays.parallelSort()是Java 8引入的并行排序方法，它利用多线程来加速排序过程，尤其在大规模数组排序时效果显著。与Arrays.sort()的主要区别在于：

并行性： parallelSort()使用多线程并行处理，而sort()是单线程的。
适用场景： parallelSort()更适合大规模数组排序，可以充分利用多核CPU的优势。对于小规模数组，sort()可能更快，因为线程创建和管理的开销会抵消并行带来的优势。
算法： parallelSort()通常使用基于分治思想的并行归并排序。
异常： 如果排序过程中出现异常，parallelSort()可能会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException，而sort()则会抛出更明确的异常。

如何避免Arrays.asList()返回的List的坑？

Arrays.asList()返回的List实际上是Arrays类的一个内部类，它不是一个标准的ArrayList，因此不支持添加和删除操作。要避免这个坑，可以创建一个新的ArrayList来包装它。

String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};
List<String> nameList = new ArrayList<>(Arrays.asList(names)); // 创建一个新的ArrayList
nameList.add("David"); // 现在可以添加元素了
System.out.println(nameList); // 输出 [Alice, Bob, Charlie, David]

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