Coding ManJava中数组简介
1. 简介
在本教程中，我们将深入探讨 Java 语言中的一个核心概念——数组。 我们将首先了解什么是数组，然后了解如何使用它们；总的来说，我们将介绍如何：
- 开始使用数组
- 读取和写入数组元素
- 循环数组
- 将数组转换为其他对象，如List或Streams
- 排序、搜索和组合数组
2. 什么是数组？
首先，我们需要定义什么是数组？根据Java 文档 ，数组是包含固定数量的相同类型值的对象。数组的元素是索引的，这意味着我们可以使用数字（称为index）访问它们。
我们可以将数组视为单元格的编号列表，每个单元格都是一个保存值的变量。在 Java 中，编号从 0 开始。
有原始类型数组和对象类型数组。这意味着我们可以使用int、float、boolean的数组……但也可以使用String、Object和自定义类型的数组。
3. 设置数组
现在数组已经定义好了，让我们深入了解它们的用法。
我们将涵盖很多教我们如何使用数组的主题。我们将学习一些基础知识，例如如何声明和初始化数组，但我们还将涵盖更高级的主题，例如排序和搜索数组。
让我们首先进行声明和初始化。
3.1. 声明
我们将从声明开始。在 Java 中有两种声明数组的方法：
int[] anArray;
或者：
int anOtherArray[];
前者比后者应用更广泛。
3.2. 初始化
现在是时候看看如何初始化数组了。同样有多种方法可以初始化一个数组。我们将在这里看到主要的，但本文 将详细介绍数组初始化。
让我们从一个简单的方法开始：
int[] anArray = new int[10];
通过使用这种方法，我们初始化了一个包含十个int元素的数组。请注意，我们需要指定数组的大小。
使用此方法时，我们将每个元素初始化为其默认值，此处为 0。**初始化Object数组时，元素默认为null。
我们现在将看到另一种方式，使我们可以在创建数组时直接为数组设置值：
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
在这里，我们初始化了一个包含数字 1 到 5 的五元素数组。使用此方法时，我们不需要指定数组的长度，它是然后在大括号之间声明的元素数。
4. 访问元素
现在让我们看看如何访问数组的元素。我们可以通过要求数组单元位置来实现这一点。 例如，这个小代码片段将打印 10 到控制台：
anArray[0] = 10;
System.out.println(anArray[0]);
请注意我们如何使用索引来访问数组单元格。括号内的数字是我们要访问的数组的具体位置。
访问单元格时，如果传递的索引为负数或超出最后一个单元格，Java 将抛出ArrayIndexOutOfBoundException。
我们应该注意不要使用负索引，或者大于或等于数组大小的索引。
5. 遍历数组
逐个访问元素可能很有用，但我们可能希望遍历数组。让我们看看如何实现这一目标。
第一种方法是使用 for循环：
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < anArray.length; i++) {
System.out.println(anArray[i]);
}
这应该将数字 1 到 5 打印到控制台。正如我们所见，我们利用了length属性。这是一个公共属性，为我们提供了数组的大小。
当然，也可以使用其他循环机制，例如while或do while。但是，对于 Java 集合，可以使用foreach循环遍历数组：
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
for (int element : anArray) {
System.out.println(element);
}
这个例子和前一个例子是等价的，但是我们去掉了索引样板代码。在以下 情况下，foreach循环是一个选项：
- 我们不需要修改数组（将另一个值放入元素中不会修改数组中的元素）
- 我们不需要索引来做其他事情
6. 可变参数
我们已经介绍了创建和操作数组的基础知识。现在，我们将深入探讨更高级的主题，从varargs开始。提醒一下，varargs用于将任意数量的参数传递给方法：
void varargsMethod(String... varargs) {}
此方法可以采用从 0 到任意数量的 String参数。 可以在 此处找到涵盖 varargs的文章。
这里我们要知道的是，在方法体内部，一个varargs 参数变成了一个数组。但是，**我们也可以直接传递一个数组作为参数。**让我们看看如何通过重用上面声明的示例方法：
String[] anArray = new String[] {"Milk", "Tomato", "Chips"};
varargsMethod(anArray);
行为将与以下内容相同：
varargsMethod("Milk", "Tomato", "Chips");
7. 将数组转换为列表
数组很棒，但有时处理 List会更方便。我们将在这里看到如何将数组转换为 List。
我们将首先以幼稚的方式进行，通过创建一个空列表并遍历数组以将其元素添加到列表中：
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
List<Integer> aList = new ArrayList<>();
for (int element : anArray) {
aList.add(element);
}
但是还有另一种方式，更简洁一点：
Integer[] anArray = new Integer[] {1, 2, 3, 4, 5};
List<Integer> aList = Arrays.asList(anArray);
**静态方法 Arrays.asList接受一个可变参数并使用传递的值创建一个列表。**不幸的是，这种方法有一些缺点：
- 不可能使用原始类型数组
- 我们无法从创建的列表中添加或删除元素，因为它会抛出 UnsupportedOperationException
8. 从数组到流
我们现在可以将数组转换为列表，但从 Java 8 开始，我们可以访问Stream API ，我们可能希望将数组转换为 Stream。Java 为我们提供了 Arrays.stream 方法：
String[] anArray = new String[] {"Milk", "Tomato", "Chips"};
Stream<String> aStream = Arrays.stream(anArray);
将Object 数组传递给方法时，它将返回匹配类型的 Stream（例如 Stream<Integer>用于Integer数组 ）。传递原始数据时，它将返回相应的原始数据 Stream。
也可以仅在数组的子集上创建流：
Stream<String> anotherStream = Arrays.stream(anArray, 1, 3);
这将创建一个 只有“Tomato”和“Chips”字符串的Stream<String> （第一个索引是包含的，而第二个是排除的）。
9. 排序数组
现在让我们看看如何对数组进行排序，即按特定顺序重新排列其元素。Arrays类 为我们提供了 sort 方法。 有点像 stream方法， sort有很多重载。
有重载需要排序：
- 原始类型数组：按升序排序
- Object数组（那些 Object必须实现 Comparable接口）：按照自然顺序排序（依赖于 Comparable 中的 compareTo方法）
- 泛型数组：根据给定的 Comparator
此外，可以只对数组的特定部分进行排序（将开始和结束索引传递给方法）。
sort方法 背后的算法 分别是原始数组和其他数组的快速排序和合并排序。
让我们通过一些例子来看看这一切是如何工作的：
int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
Arrays.sort(anArray); // anArray is now {1, 2, 4, 5, 8}
Integer[] anotherArray = new Integer[] {5, 2, 1, 4, 8};
Arrays.sort(anotherArray); // anotherArray is now {1, 2, 4, 5, 8}
String[] yetAnotherArray = new String[] {"A", "E", "Z", "B", "C"};
Arrays.sort(yetAnotherArray, 1, 3,
Comparator.comparing(String::toString).reversed()); // yetAnotherArray is now {"A", "Z", "E", "B", "C"}
10. 在数组中搜索
搜索数组非常简单，我们可以遍历数组并在数组元素中搜索我们的元素：
int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
for (int i = 0; i < anArray.length; i++) {
if (anArray[i] == 4) {
System.out.println("Found at index " + i);
break;
}
}
在这里，我们搜索了数字 4，并在索引 3 处找到了它。
如果我们有一个排序数组，我们可以使用另一种解决方案：二分查找。本文 解释了二分查找的原理。
**幸运的是，Java 为我们提供了 Arrays.binarySearch方法。**我们必须给它一个数组和一个要搜索的元素。
在泛型数组的情况下，我们还必须首先为其提供 用于对数组进行排序的比较器。再次有可能在数组的子集上调用该方法。
让我们看一个二进制搜索方法使用的例子：
int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
int index = Arrays.binarySearch(anArray, 4);
System.out.println("Found at index " + index);
由于我们将数字 4 存储在第四个单元格中，这将返回索引 3 作为结果。请注意，我们使用了一个已经排序的数组。
11. 连接数组
最后，让我们看看如何连接两个数组。这个想法是创建一个数组，其长度是要连接的两个数组的总和。之后，我们必须添加第一个元素，然后添加第二个元素：
int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
int[] anotherArray = new int[] {10, 4, 9, 11, 2};
int[] resultArray = new int[anArray.length + anotherArray.length];
for (int i = 0; i < resultArray.length; i++) {
resultArray[i] = (i < anArray.length ? anArray[i] : anotherArray[i - anArray.length]);
}
正如我们所看到的，当索引仍然小于第一个数组长度时，我们从该数组中添加元素。然后我们从第二个添加元素。我们可以使用 Arrays.setAll方法来避免编写循环：
int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
int[] anotherArray = new int[] {10, 4, 9, 11, 2};
int[] resultArray = new int[anArray.length + anotherArray.length];
Arrays.setAll(resultArray, i -> (i < anArray.length ? anArray[i] : anotherArray[i - anArray.length]));
此方法将根据给定函数设置所有数组元素。此函数将索引与结果相关联。
这是合并到数组的第三个选项：System.arraycopy。此方法采用源array、源位置、目标array、目标位置和定义要复制的元素数量的int：
System.arraycopy(anArray, 0, resultArray, 0, anArray.length);
System.arraycopy(anotherArray, 0, resultArray, anArray.length, anotherArray.length);
正如我们所看到的，我们复制了第一个数组，然后是第二个（在第一个的最后一个元素之后）。