JAVA 数组

　　 JAVA数组与容器类主要有三方面的区别：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数列，这使得元素访问非常快速。但是为此付出的代价却是数组的大小被固定，并且在其生命周期中不可改变。

        由于范型和自动包装机制的出现，容器已经可以与数组几乎一样方便地用于基本类型中了。数组和容器都可以一定程度上防止你滥用他们，如果越界，就会得到RuntimeException异常。数组硕果仅存的优势便是效率，然而，如果要解决更一般化的问题，那数组可能会受到过多的限制，因此这种情况下大部分还是会选择容器。

        因此，如果使用最近的JAVA版本，应该优先选择容器而不是数组。只有在已证明性能已成为问题，并且切换到数组可以提高性能时，才应该重构程序为数组。

 

【初始化】

         JAVA对数组初始化有很严格的规定，这样可以有效地防止滥用数组。如果初始化错误，会直接得到CompileException而不是RuntimeException。在未对数组正确初始化之前，无法用此数组引用做任何事情。

        数组定义有int[] array 和int array[]，一般采用第一种风格，可以将类型与变量名分开。

        数组的初始化有两种方式，静态初始化和动态初始化。初始化的时候必须指定长度，多维数组第一维的长度必须指出，同时必须由高维向低维定义。初始化动作可以在代码的任何地方，而用｛｝方式只能在创建数组的地方出现。具体初始化方式见程序：

public class javaArrayInit{
    public static void main(String args[]){
        int[] arrayA; //未初始化
        int[] arrayB = new int[5]; //静态初始化
        //System.out.println(arrayA.length);  //CompileException
        System.out.println("arrayB length: " + arrayB.length); //无法得到实际保存的元素个数
        
        arrayA = new int[10]; //动态初始化
        System.out.println("arrayA length: " + arrayA.length);
        
        int[] arrayC = new int[]{1,2,3,4};
        System.out.println("arrayC length: " + arrayC.length);
        
        //int[] arrayD = new int[1]{1}; //错误的初始化，不能同时定义维和初始化值
        
        int[][] arrayE = new int[1][];
        System.out.println("arrayE length: " + arrayE.length);
        
        //int[][] arrayF = new int[][2]; //应先指定高维的长度
        
        int[][] arrayG = new int[][]{{1,2,3,4},{5,6,7},{7,24,23,24}};
        System.out.println("arrayG length: " + arrayG.length);
        
        int[][][] arrayH = new int[][][]{{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9},{10,11,12}}};
        System.out.println("arrayH length: " + arrayH.length);
        
        dummyArray[] arrayI = {new dummyArray(),new dummyArray()}; //自定义数组类型
        System.out.println("arrayI length: " + arrayI.length);
        System.out.println("arrayI[1]: " + arrayI[1].getValue());
        
        dummyArray[] arrayK = new dummyArray[5];
        System.out.println("arrayK[0]: " + arrayK[0]); //null
        for(int i = 0; i < arrayK.length; i++){
            arrayK[i] = new dummyArray();
        }
        System.out.println("arrayK[0]: " + arrayK[0].getValue()); //2
    }
}

class dummyArray{
    private static int temp;
    private final int arrayValue = temp++;
    public int getValue(){
        return arrayValue;
    }
}


输出：



arrayB length: 5
arrayA length: 10
arrayC length: 4
arrayE length: 1
arrayG length: 3
arrayH length: 1
arrayI length: 2
arrayI[1]: 1
arrayK[0]: null
arrayK[0]: 2

【length】

        只读成员length是数组对象的一部分（虽然实际上API里面并没有声明这个变量，是运行时动态生成），这是唯一一个可以访问的字段或方法。而[]语法是访问数组对象的唯一方式，容器是通过get()方法访问。可以使用Array.length来得到数组的大小，注意与String类型的String.length()区分。Array使用的是成员变量的方式，而String使用的是成员方法的方式。同时，Array.length只能得到数组的大小，而无法得到数组实际有多少元素。多维数组的length只计算第一维的长度。

public class javaArrayLength{
    public static void main(String args[]){
        int[] arrayA = new int[15];
        arrayA[1] = 1;
        arrayA[2] = 2;
        arrayA[3] = 3;
        System.out.println("arrayA length: " + arrayA.length);
        
        int[][] arrayB = new int[10][];
        System.out.println("arrayB length: " + arrayB.length);
        
        int[][] arrayC = new int[][]{{1,1,1,2,},{1,1,2,3,4,5},{4,5,6,7,7},};//注意后面的逗号
        System.out.println("arrayC length: " + arrayC.length);
        
        int[][] arrayD = new int[][]{{1,1,1,2,},{1,1,2,3,4,5},{4,5,6,7,7},{}};
        System.out.println("arrayD length: " + arrayD.length);
    }
}
输出：



arrayA length: 15
arrayB length: 10
arrayC length: 3
arrayD length: 4

【Arrays.fill】

        Arrays.fill是一个作用十分有限的方法，因为它只能用同一个值填充各个位置（如果是对象，则复制同一个引用进行填充）。使用Arrays.fill可以填充整个数组或者数组的某一个区域，但是由于只能用单一的数值来调用Arrays.fill，因此作用并不是很大。

 

【赋值与引用】

        JAVA数组初始化的时候拥有的只是对数组的引用，并没有给数组分配存储空间。因此，数组之间的复制不能简单地用“=”赋值，因为操作的是同一对象。如下程序：

public class javaArrayQuote{
    public static void main(String args[]){
        String testA = "testA";
        String testB = "testB";
        String[] arrayA = new String[]{"arrayA"};
        String[] arrayB = new String[]{"arrayB"};
        testB = testA;
        testB = "testB change";
        System.out.println("I'm testA,I have no changed: " + testA);
        arrayB = arrayA;
        arrayB[0] = "arrayB have changed";
        System.out.println("I'm arrayA, I have no changed: " + arrayA[0]);
        
    }
}
输出：



I'm testA,I have no changed:testA
I'm arrayA, I have no changed:arrayB have changed

        可以看出，我们改变arrayB[0]的值，改变的是引用的数组，因此我们输出arrayA[0]，其实和arrayB[0]一样。

 

【数组复制】

        JAVA中复制数组的方法：

 

        1.使用FOR循环复制全部或指定元素,效率较低

        2.使用clone方法,得到数组的值,而不是引用。然而clone不能复制指定元素,灵活性较低

        3.使用System.arraycopy(src, srcPos, dest, destPos, length)方法,java标准类库提供有static方法 System.arraycopy()，用它复制数组要比for循环快很多，System.arraycopy()针对所有类型做了重载，基本类型数组和对象数组都可以用System.arraycopy()复制，但是对象数组只是复制引用，不会出现两份对象的拷贝。这被称作浅复制(shallowcopy)。

               src:源数组;

                srcPos:源数组要复制的起始位置;

                dest:目的数组;

                destPos:目的数组放置的起始位置;

                length:复制的长度.

        注意：System.arraycopy()不会进行自动包装和自动拆包，因此两个数组必须是同类型或者可以转换为同类型的数组。同时，这个方法也可以用于复制数组本身。

        int[] test ={0,1,2,3,4,5,6};

        System.arraycopy(test,0,test,3,3);

        则结果为：{0,1,2,0,1,2,6};

        测试程序如下：

 

public class javaArrayCopy{
    public static void main(String args[]){
        int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
        //for循环方法
        int[] arrayA = new int[9];
        for(int i = 0; i < arrayA.length; i++){
            arrayA[i] = array[i];
            System.out.print(arrayA[i] + ",");
        }
        //测试
        System.out.println("");
        arrayA[1] = 19;
        for(int i = 0; i < arrayA.length; i++){
            System.out.print(arrayA[i] + ",");
        }
        System.out.println("");
        for(int i = 0; i < array.length; i++){
            System.out.print(array[i] + ",");
        }
        System.out.println("");
        
        //clone方法
        int[] arrayB = new int[9];
        arrayB = array.clone();
        //测试
        arrayB[1] = 19;
        for(int i = 0; i < arrayB.length; i++){
            System.out.print(arrayB[i] + ",");
        }
        System.out.println("");
        for(int i = 0; i < array.length; i++){
            System.out.print(array[i] + ",");
        }
        System.out.println("");
        
        //System.arrayCopy 方法
        int[] arrayC = new int[9];
        System.arraycopy(array, 0, arrayC, 0, arrayC.length);
        //测试
        arrayC[1] = 19;
        for(int i = 0; i < arrayC.length; i++){
            System.out.print(arrayC[i] + ",");
        }
        System.out.println("");
        for(int i = 0; i < array.length; i++){
            System.out.print(array[i] + ",");
        }
    }
}

【数组比较】

        Arrays提供了重载后的equals()方法，针对所有类型和Object类型都做了重载，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。而多维数组的比较用deepEquals()方法。Array.equals()方法比较的两个数组必须是同类型的数组。

import java.util.Arrays;

public class javaArrayEquals{
    public static void main(String args[]){
        int[] arrayA = {1,2,3};
        int[] arrayB = {1,2,3,};
        int[] arrayC = new int[4]; //if int[] arrayC = new int[3],return true
        arrayC[0] = 1;
        arrayC[1] = 2;
        arrayC[2] = 3;
        System.out.println(Arrays.equals(arrayA, arrayB));
        System.out.println(Arrays.equals(arrayA, arrayC));
        
        String[][] arrayD = {{"a","b"},{"c","d"}};
        String[][] arrayE = {{"a","b"},{"c","d"}};
        System.out.println(Arrays.deepEquals(arrayD, arrayE));
    }
}

【数组排序与查找】

        数组提供了内置的排序方法sort(),可以对任意基本类型数组或者对象数组进行排序（该对象必须实现Comparable接口或者具有相关联的Comparator）。JAVA对不同的类型提供了不同的排序方法----针对基本类型设计的快速排序，以及针对对象设计的“稳定归并排序”，所以无需担心数组排序的效率问题。

         binarySearch()用于在以排好序的数组中快速查找元素，如果对未排序的数组使用binarySearch()，那么将产生难以预料的结果。

 

【返回数组】

        C和C++不能返回一个数组，只能返回指向数组的指针，因为返回数组使得控制数组的生命周期变得困难，并且容易造成内存泄漏。java允许直接返回一个数组，并且可以由垃圾回收机制回收。

 

【数组与容器转换】【无法转换基本类型数组】

 

数组转为List：

import java.util.*;

public class arrayToList{
    public static void main(String args[]){
        String[] arrayA = {"a","b","c"}; 
        List listA = java.util.Arrays.asList(arrayA);
        System.out.println("listA: " + listA);
        
        int[] arrayB = {1,2,3}; 
        List listB = java.util.Arrays.asList(arrayB);
        System.out.println("listB: " + listB);
        
        Integer[] arrayC = {1,2,3};
        List listC = java.util.Arrays.asList(arrayC);
        System.out.println("listC: " + listC);
    }
}

输出：





listA: [a, b, c]
listB: [[I@de6ced]
listC: [1, 2, 3]

为什么int和Integer输出会不同呢？

List转为数组

import java.util.*;

public class listToArray{
    public static void main(String args[]){
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        String[] array;
        list.add("testA");
        list.add("testB");
        list.add("testC");
        System.out.println("list: " + list);
        
        String[] strings = new String[list.size()];
        array = list.toArray(strings);
        for(int i = 0, j = array.length; i < j; i++){
            System.out.print(array[i] + ",");
        }

    }
}

输出为：



list: [testA, testB, testC]
testA,testB,testC

【去除重复数据】

        利用数组和容器转换可以方便地去除数组重复数据，不过如果数组过大，效率是一个问题。

import java.util.*;

public class javaArrayUnique{
    public static void main(String args[]){
        String[] array = {"a","b","a","a","c","b"};
        arrayUnique(array);
        //test
        for(int i = 0, j = arrayUnique(array).length; i < j; i++){
            System.out.print(arrayUnique(array)[i] + ",");
        }
    }
    
    public static String[] arrayUnique(String[] array){
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for(int i = 0, j = array.length; i < j; i++){
            if(!list.contains(array[i])){
                list.add(array[i]);
            }
        }
        String[] strings = new String[list.size()];
        String[] arrayUnique = list.toArray(strings);
        return arrayUnique;
    }
}

      关于效率问题，我做了一个对比，在我电脑上运行十万数据的数组大概是577ms，而运行一百万数据的数据大约要5663ms。这还跟计算机的运行能力有关，但是明显是随着数组大小递增的。

import java.util.*;

public class javaArrayUnique{
    public static void main(String args[]){
        Double[] array = new Double[100000];
        for(int i = 0, j = array.length; i < j; i++){
            array[i] = Math.ceil(Math.random()*1000);
        }
        
        Double[] arrayB = new Double[1000000];
        for(int i = 0, j = arrayB.length; i < j; i++){
            arrayB[i] = Math.ceil(Math.random()*1000);
        }
        
        System.out.println("start");
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        arrayUnique(array);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("array unique run time: " +(endTime - startTime) +"ms");
        
        long startTimeB = System.currentTimeMillis();
        arrayUnique(arrayB);
        long endTimeB = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("arrayB unique run time: " +(endTimeB - startTimeB) +"ms");
    }
    
    public static Double[] arrayUnique(Double[] array){
        List<Double> list = new ArrayList<Double>();
        for(int i = 0, j = array.length; i < j; i++){
            if(!list.contains(array[i])){
                list.add(array[i]);
            }
        }
        Double[] doubles = new Double[list.size()];
        Double[] arrayUnique = list.toArray(doubles);
        return arrayUnique;
    }
}

输出：



start
array unique run time: 577ms
arrayB unique run time: 5663ms

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