java中Arrays工具类的用法

这篇博客详细介绍了Java中的Arrays工具类,包括填充数组、数组排序、比较数组、二分查找、数组截取、打印数组和数组转List等功能,并提供了多个示例代码进行演示。通过这些方法,可以更便捷地操作Java数组。

java.util.Arrays类能方便地操作数组,它提供的所有方法都是静态的。具有以下功能:

  • 给数组赋值:通过fill方法。
  • 对数组排序:通过sort方法,按升序
  • 比 较 数 组: 通过equals方法比较数组中元素值是否相等。
  • 查找数组元素:通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。
  • 截取数组元素:通过copyOf方法和copyOfRange对数组元素进行截取。
  • 打印数组元素:通过toString方法打印数组元素。
  • 将数组转换为list:通过asList方法转换为List。

在此先创建一个打印数组的方法,方便后面直接使用

public static void output(int[] list){
        for(int i = 0;i < list.length;i++){
            System.out.print(list[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }

1、填充数组:fill

eg1

int[] array=new int[5]; 
Arrays.fill(array,5);
System.out.println("填充数组:Arrays.fill(array, 5):");
output(array);

结果是:5 5 5 5 5
分析:给所有值赋值5
eg2

int[] array=new int[5]; 
Arrays.fill(array, 2, 4, 8);
output(array);

结果是:5 5 8 8 5
分析:给第2位(0开始)到第4位(不包括)赋值8

2、数组元素排序:sort

eg1

int[] intTest={15,78,32,5,29,22,17,34};
Arrays.sort(intTest);
output(intTest);

结果是:5 15 17 22 29 32 34 78
分析:给所有数按升序排序
eg2

int[] intTest={15,78,32,5,29,22,17,34};
Arrays.sort(intTest,2,6);
output(intTest);

结果是:15 78 5 22 29 32 17 34
分析:给第2位(0开始)到第6位(不包括)排序

3、比较数组元素是否相等:equals

int []arr1 = {
  
  1,2,3};
int []arr2 = {
  
  1,2,3};
System.out.println(Arrays.equals(arr1,arr2));

结果是:true
分析:如果是arr1.equals(arr2),则返回false,因为equals比较的是两个对象的地址,不是里面的数,而Arrays.equals重写了equals,所以,这里能比较元素是否相等。
注意:如果两个数组元素值一样,但是两个数组对应位置元素不同,Arrays.equals返回结果是false。

int[] intTesta={
  
  15,78,32,5,29,22,17,34};
int[] intTestb={
  
  78,15,32,5,29,22,17,34};
System.out.println(Arrays.equals(intTesta, intTestb));

结果是:false
分析:两个数组对应位置的元素不相等。

4、二分查找法找指定元素的索引值(下标):binarySearch

注意:数组一定是排好序的,否则会出错。找到元素,只会返回最后一个位置
eg1

<think>首先,用户的问题是关于JavaArrays工具类数组相关的使用方法、功能等信息。用户特别提到了“JavaArrays工具类数组的使用”,所以我需要基于提供的引用内容来回答。 回顾系统级指令: - 所有行内数学表达式必须使用 $...$ 格式。 - 独立公式必须使用 $$...$$ 格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如 [^1]。 用户提供了多个引用: - [^1]:展示Arrays.toString()、Arrays.sort()、Arrays.fill()的使用。 - [^2]:展示Arrays.equals()、Arrays.toString()、Arrays.sort()的使用。 - [^3]:展示Arrays.toString()、Arrays.sort()部分排序、Arrays.binarySearch()的使用。 - [^4]:展示Arrays.sort()、Arrays.copyOf()的使用。 - [^5]:展示Arrays.toString()、Arrays.sort()、Arrays.binarySearch()的使用。 我需要整合这些信息,提供一个清晰、结构化的回答。结构应该包括: 1. **引言**:简述Arrays工具类的作用。 2. **常用方法**:详细描述每个方法的使用、功能和示例。 3. **总结**:总结Arrays工具类的好处或注意事项。 4. **相关问题**:生成相关问题。 确保使用中文回答。 现在,梳理关键方法: - **toString(int[] a)**:将数组转换为字符串表示形式,便于输出。示例:Arrays.toString(a) 输出类似 [1, 2, 3]。 - **sort()**:对数组排序。有多种重载: - sort(int[] a):排序整个数组。 - sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex):排序指定范围。 - **fill()**:将数组的部分或全部填充为指定值。示例:Arrays.fill(a, 2, 4, 0) 填充索引2到3(不包括4)为0。 - **equals()**:比较两个数组是否相等。示例:Arrays.equals(a, b)。 - **binarySearch()**:使用二分查找搜索数组。前提是数组已排序。 - **copyOf()**:复制数组到新数组,可以指定新长度,实现扩容或缩容。示例:Arrays.copyOf(intNum, 10)。 从引用中提取: - [^1]:Arrays.toString(), Arrays.sort(), Arrays.fill(). - [^2]:Arrays.equals(), Arrays.toString(), Arrays.sort(). - [^3]:Arrays.toString(), Arrays.sort(range), Arrays.binarySearch(). - [^4]:Arrays.copyOf(), Arrays.sort(). - [^5]:Arrays.toString(), Arrays.sort(), Arrays.binarySearch(). 覆盖所有方法:toString, sort, fill, equals, binarySearch, copyOf. 在回答中,自然地添加引用标识。例如,提到方法时,在后面加引用,如 [^1]。 回答结构: 1. **介绍**:Arrays工具类Java java.util包下的一个类,提供静态方法来操作数组。 2. **常用方法**: - toString():描述、示例、引用。 - sort():描述、重载示例、引用。 - fill():描述、示例、引用。 - equals():描述、示例、引用。 - binarySearch():描述、注意事项、示例、引用。 - copyOf():描述、示例、引用。 3. **总结**:强调便利性和常见用途。 4. **相关问题**:生成3-5个相关问题,如“Arrays.sort()的时间复杂度是多少?”或“如何自定义排序?”等。 生成相关问题: - 基于系统指令示例:快速排序相关问题。 - 针对Arrays工具类:性能、优化、应用场景等。 相关问题示例: 1. Arrays.sort() 使用的是哪种排序算法? 2. Arrays.binarySearch() 为什么要求数组已排序? 3. Arrays.fill() 有什么实际应用场景? 4. 如何比较多维数组是否相等? 5. Arrays.copyOf() 与 System.arraycopy() 的区别是什么? 确保使用LaTeX格式: - 行内数学:如数组索引 $i$。 - 独立公式:可能不需要,因为主要是代码和描述。如果有数学相关,加进去。 例如,binarySearch涉及到二分查找,可以用数学表达式: - 时间复杂度 $O(\log n)$,独立公式:$$ \text{时间复杂度} = O(\log n) $$ 在回答中自然地融入。 代码块:用户示例中包含代码。我应该包括代码片段来展示方法的使用,但简化以避免冗长。 最后,输出格式: - 先用中文回答。 - 结尾加 §§相关问题§§ 部分。 开始草拟回答。 </think>### JavaArrays工具类的使用方法与功能 Java中的`Arrays`工具类(位于`java.util`包下)提供了一系列静态方法,用于简化数组操作,如排序、搜索、复制和输出等。通过使用这些方法,开发者可以高效处理数组,避免手动实现的繁琐代码。下面我将基于引用内容,逐步介绍主要方法的使用方式、功能描述和示例代码。每个方法描述后,会自然地附带相关引用标识。 #### 1. **数组输出:`Arrays.toString()`** - **功能**:将数组转换为字符串表示形式,便于输出数组的所有元素(相比于直接打印数组引用,只显示哈希码)。 - **语法**:`static String toString(数组类型[] a)` - **示例**: ```java import java.util.Arrays; public class Example { public static void main(String[] args) { int[] a = {132, 54, 48787, 321}; System.out.println(a); // 输出类似 [I@7852e922(数组内存地址) System.out.println(Arrays.toString(a)); // 输出: [132, 54, 48787, 321] } } ``` - **说明**:此方法常用于调试时查看数组内容。引用中展示了多个示例,表明它是基本输出工具[^1][^2][^3]。 #### 2. **数组排序:`Arrays.sort()`** - **功能**:对数组进行升序排序(默认)。支持整型、浮点型、字符串等数组。如果是对象数组,需要实现`Comparable`或自定义`Comparator`接口。 - **重载方法**: - `sort(数组类型[] a)`:排序整个数组。 - `sort(数组类型[] a, int fromIndex, int toIndex)`:排序指定范围(前包括、后不包括索引)。 - **时间复杂度**:通常为 $O(n \log n)$(Java底层使用双轴快速排序或归并排序)。 - **示例**: ```java import java.util.Arrays; public class Example { public static void main(String[] args) { int[] arr = {24, 69, 80, 57, 13}; System.out.println("排序前: " + Arrays.toString(arr)); // [24, 69, 80, 57, 13] Arrays.sort(arr); // 排序整个数组 System.out.println("排序后: " + Arrays.toString(arr)); // [13, 24, 57, 69, 80] // 部分范围排序 Arrays.sort(arr, 0, 3); // 排序索引0到2(不包括3) System.out.println("部分排序后: " + Arrays.toString(arr)); // 例如 [13, 24, 57, ...] } } ``` - **说明**:排序是Arrays类的核心功能,在多个引用中均有应用[^1][^3][^5]。 #### 3. **数组填充:`Arrays.fill()`** - **功能**:将数组的所有或部分元素填充为指定值。常用于初始化或重置数组。 - **重载方法**: - `fill(数组类型[] a, 值)`:填充整个数组。 - `fill(数组类型[] a, int fromIndex, int toIndex, 值)`:填充指定范围(前包括、后不包括索引)。 - **示例**: ```java import java.util.Arrays; public class Example { public static void main(String[] args) { int[] a = {1, 2, 3, 4, 5}; Arrays.fill(a, 2, 4, 0); // 填充索引2到3(不包括4)为0 System.out.println(Arrays.toString(a)); // 输出: [1, 2, 0, 0, 5] } } ``` - **说明**:此方法在引用[^1]中被明确展示,用于高效修改数组子集。 #### 4. **数组比较:`Arrays.equals()`** - **功能**:比较两个数组是否相等(元素顺序和值相同)。支持多种数据类型。 - **语法**:`static boolean equals(数组类型[] a, 数组类型[] b)` - **时间复杂度**:$O(n)$(线性遍历比较)。 - **示例**: ```java import java.util.Arrays; public class Example { public static void main(String[] args) { double[] a = {0.1, 1, 0.8}; double[] b = {0.1, 1, 0.8}; boolean isEqual = Arrays.equals(a, b); // 返回true System.out.println(isEqual); } } ``` - **说明**:比较数组时,避免使用`==`运算符(比较引用地址)。引用[^2]中展示了此方法的实际应用。 #### 5. **二分搜索:`Arrays.binarySearch()`** - **功能**:在已排序数组中使用二分查找算法搜索指定元素。返回元素索引(如果找到),否则返回负值(表示插入点)。 - **前提**:数组必须已排序,否则结果不可靠。 - **重载方法**:支持指定搜索范围。 - **时间复杂度**:$O(\log n)$。 - **数学基础**:二分查找基于分治算法,其平均复杂度为 $\Theta(\log n)$。独立公式表示为: $$ \text{搜索时间} = O(\log n) $$ - **示例**: ```java import java.util.Arrays; public class Example { public static void main(String[] args) { int[] arr = {13, 24, 57, 69, 80}; // 必须先排序 int index = Arrays.binarySearch(arr, 57); // 返回2(元素索引) int notFound = Arrays.binarySearch(arr, 100); // 返回-6(负值表示插入点) System.out.println("查找下标: " + index); } } ``` - **说明**:此方法高效但依赖有序数组,在引用[^3][^5]中均有演示。 #### 6. **数组复制与扩容:`Arrays.copyOf()`** - **功能**:复制数组到新数组,并可指定新长度(用于扩容或缩容)。新数组长度大于原数组时,多余位置填充默认值(如0或null)。 - **语法**:`static 数组类型[] copyOf(原数组, int newLength)` - **示例**: ```java import java.util.Arrays; public class Example { public static void main(String[] args) { Integer[] intNum = {1, 2, 5, 6}; Integer[] newArray = Arrays.copyOf(intNum, 6); // 复制并扩容为长度6 System.out.println(Arrays.toString(newArray)); // 输出: [1, 2, 5, 6, null, null] } } ``` - **说明**:此方法常用于调整数组大小而不改变原数据,引用[^4]中突出了其作为“静态方法”的特性。 ### 总结 `Arrays`工具类极大简化了Java数组操作,避免了底层代码的重复开发。主要好处包括: - **高效性**:内置方法优化了性能(如排序和搜索)。 - **安全性**:减少手动操作错误(如索引越界)。 - **便利性**:一行代码实现复杂逻辑(如输出或比较)。 使用前需导入`java.util.Arrays`,并注意方法的前提条件(如`binarySearch()`要求数组有序)。引用内容已验证这些方法是标准Java API的一部分[^1][^2][^3][^4][^5]。
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