Arrays常用方法源码解析

1:工具类通用的特征

1)构造器必须是私有的。这样的话,工具类就无法被 new 出来,因为工具类在使用的时候,无
需初始化,直接使用即可,所以不会开放出构造器出来。
2)工具类的工具方法必须被 static、final 关键字修饰。这样的话就可以保证方法不可变,并且
可以直接使用,非常方便。

2:Arrays工具类

Arrays 主要对数组提供了一些高效的操作,比如说排序、查找、填充、拷贝、相等判断等等。我们选择其中两三看下,对其余操作感兴趣的同学可以到 GitHub 上查看源码解析。

1)2.1 排序

Arrays.sort 方法主要用于排序,下面我们写个 demo 来演示一下自定义类数组的排序:

@Data
// 自定义类 
class SortDTO { 
  private String sortTarget; 
  public SortDTO(String sortTarget) { 
     this.sortTarget = sortTarget; 
  } 
}
@Test 
public void testSort(){ 
  List<SortDTO> list = ImmutableList.of( new SortDTO("300"), new SortDTO("50"), new SortDTO("200"), new SortDTO("220") );
// 我们先把数组的大小初始化成 list 的大小,保证能够正确执行 toArray 
SortDTO[] array = new SortDTO[list.size()];
list.toArray(array);
log.info("排序之前:{}", JSON.toJSONString(array)); 
Arrays.sort(array, Comparator.comparing(SortDTO::getSortTarget));
log.info("排序之后:{}", JSON.toJSONString(array)); }
输出结果为: 排序之前:[{"sortTarget":"300"},{"sortTarget":"50"},{"sortTarget":"200"},{"sortTarget":"220"}]
排序之后:[{"sortTarget":"200"},{"sortTarget":"220"},{"sortTarget":"300"},{"sortTarget":"50"}]

sort 使用了双轴快速排序算法

2)2.2 二分查找法

Arrays.binarySearch 方法主要用于快速从数组中查找出对应的值。其支持的入参类型非常多, 如 byte、int、long 各种类型的数组。返回参数是查找到的对应数组下标的值,如果查询不
到,则返回负数。

List<SortDTO> list = ImmutableList.of( new SortDTO("300"), new SortDTO("50"), new SortDTO("200"), new SortDTO("220") );
SortDTO[] array = new SortDTO[list.size()];
list.toArray(array);
log.info("搜索之前:{}", JSON.toJSONString(array)); 
Arrays.sort(array, Comparator.comparing(SortDTO::getSortTarget));
log.info("先排序,结果为:{}", JSON.toJSONString(array));
int index = Arrays.binarySearch(array, new SortDTO("200"),
Comparator.comparing(SortDTO::getSortTarget));
if(index<0){ 
  throw new RuntimeException("没有找到 200"); 
}
log.info("搜索结果:{}", JSON.toJSONString(array[index])); 
输出的结果为: 搜索之前:[{"sortTarget":"300"},{"sortTarget":"50"},{"sortTarget":"200"},{"sortTarget":"220"}] 
先排序,结果为:[{"sortTarget":"200"},{"sortTarget":"220"},{"sortTarget":"300"},{"sortTarget":"5 搜索结果:{"sortTarget":"200"}

从上述代码中我们需要注意两点:

  1. 如果被搜索的数组是无序的,一定要先排序,否则二分搜索很有可能搜索不到,我们 demo
    里面也先对数组进行了排序;
  2. 搜索方法返回的是数组的下标值。如果搜索不到,返回的下标值就会是负数,这时我们需要
    判断一下正负。如果是负数,还从数组中获取数据的话,会报数组越界的错误。
3)2.3 拷贝

数组拷贝我们经常遇到,有时需要拷贝整个数组,有时需要拷贝部分,比如 ArrayList 在add(扩容) 或 remove(删除元素不是最后一个) 操作时,会进行一些拷贝。拷贝整个数组 我们可以使用 copyOf 方法,拷贝部分我们可以使用 copyOfRange 方法,以 copyOfRange为例,看下底层源码的实现:

// original 原始数组数据
// from 拷贝起点  to 拷贝终点 
public static char[] copyOfRange(char[] original, int from, int to) {
// 需要拷贝的长度
int newLength = to - from;
if (newLength < 0) 
     throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to);
// 初始化新数组 
char[] copy = new char[newLength];
// 调用 native 方法进行拷贝
System.arraycopy(original, from, copy, 0, Math.min(original.length - from, newLength)); 
// 被拷贝的数组、从数组那里开始、目标数组、从目的数组那里开始拷贝、拷贝的长度 return copy; }
}

从源码中,我们发现,Arrays 的拷贝方法,实际上底层调用的是 System.arraycopy 这个
native 方法,如果你自己对底层拷贝方法比较熟悉的话,也可以直接使用。

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