兩年前，我甚至寫過一篇文章，吐槽數組在 Java 中挺雞肋的，因爲有 List 誰用數組啊，現在想想那時候的自己好幼稚，好可笑。因爲我只看到了表面現象，實際上呢，List 的內部仍然是通過數組實現的，比如說 ArrayList，在它的源碼裏可以看到下面這些內容：

/**
 * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
 * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
 * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
 * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
 */
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

/**
 * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
 *
 * @serial
 */
private int size;

數組在 Java 中，必須算是核心，神一般的存在。

01、什麼是數組

按照 Javadoc 給出的解釋，數組是一個對象，它包含了一組固定數量的元素，並且這些元素的類型是相同的。數組會按照索引的方式將元素放在指定的位置上，意味着我們可以通過索引來訪問到這些元素。在 Java 中，索引是從 0 開始的。

我們可以將數組理解爲一個個整齊排列的單元格，每個單元格里面存放着一個元素。

數組元素的類型可以是基本數據類型（比如說 int、double），也可以是引用數據類型（比如說 String），包括自定義類型的對象。

瞭解了數組的定義後，讓我們來深入地研究一下數組的用法。

在 Java 中，數組的聲明方式有兩種。

先來看第一種：

int[] anArray;

再來看第二種：

int anOtherArray[];

不同之處就在於中括號的位置，是緊跟類型，還是放在變量名的後面。前者比後者的使用頻率更高一些。

接下來就該看看怎麼初始化數組了，同樣有多種方式可以初始化數組，比如說最常見的是：

int[] anArray = new int[10];

使用了 new 關鍵字，對吧？這就意味着數組的確是一個對象。然後，在方括號中指定了數組的長度，這是必須的。

這時候，數組中的每個元素都會被初始化爲默認值，int 類型的就爲 0，Object 類型的就爲 null。

另外，還可以使用大括號的方式，直接初始化數組中的元素：

int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};

這時候，數組的元素分別是 1、2、3、4、5，索引依次是 0、1、2、3、4。

02、訪問數組

前面提到過，可以通過索引來訪問數組的元素，就像下面這樣：

anArray[0] = 10;
System.out.println(anArray[0]);

通過數組的變量名，加上中括號，加上元素的索引，就可以訪問到數組，通過“=”操作符進行賦值。

如果索引的值超出了數組的界限，就會拋出 ArrayIndexOutOfBoundException ，關於這方面的知識，我之前特意寫過一篇文章，如果你感興趣的話，可以跳轉過去看看。

爲什麼會發生ArrayIndexOutOfBoundsException

我覺得原因挺有意思的。

既然數組的索引是從 0 開始，那就是到數組的 length - 1 結束，不要使用超出這個範圍內的索引訪問數組，就不會拋出數組越界的異常了。

03、遍歷數組

當數組的元素非常多的時候，逐個訪問數組就太辛苦了，所以需要通過遍歷的方式。

第一種，使用 for 循環：

int anOtherArray[] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < anOtherArray.length; i++) {
    System.out.println(anOtherArray[i]);
}

通過 length 屬性獲取到數組的長度，然後索引從 0 開始遍歷，就得到了數組的所有元素。

第二種，使用 for-each 循環：

for (int element : anOtherArray) {
    System.out.println(element);
}

如果不需要關心索引的話（意味着不需要修改數組的某個元素），使用 for-each 遍歷更簡潔一些。當然，也可以使用 while 和 do-while 循環。

04、可變參數

可變參數用於將任意數量的參數傳遞給方法：

void varargsMethod(String... varargs) {}

varargsMethod() 方法可以傳遞任意數量的字符串參數，可以是 0 個或者 N 個，本質上，可變參數就是通過數組實現的，爲了證明這一點，我們可以通過 jad 反編譯一下字節碼：

public class VarargsDemo
{

    public VarargsDemo()
    {
    }

    transient void varargsMethod(String as[])
    {
    }
}

所以我們其實可以直接將數組作爲參數傳遞給可變參數的方法：

VarargsDemo demo = new VarargsDemo();
String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員"};
demo.varargsMethod(anArray);

也可以直接傳遞多個字符串，通過逗號隔開的方式：

demo.varargsMethod("沉默王二", "一枚有趣的程序員");

05、把數組轉成 List

List 封裝了很多常用的方法，方便我們對集合進行一些操作，而如果直接操作數組的話，多有不便，因此有時候我們需要把數組轉成 List。

最原始的方式，就是通過遍歷數組的方式，一個個將數組添加到 List 中。

int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};

List<Integer> aList = new ArrayList<>();
for (int element : anArray) {
    aList.add(element);
}

更優雅的方式是通過 Arrays 類的 asList() 方法：

List<Integer> aList = Arrays.asList(anArray);

但需要注意的是，該方法返回的 ArrayList 並不是 java.util.ArrayList ，它其實是  Arrays 類的一個內部類：

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements RandomAccess, java.io.Serializable{}

如果需要添加元素或者刪除元素的話，最好把它轉成 java.util.ArrayList 。

new ArrayList<>(Arrays.asList(anArray));

06、把數組轉成 Stream

Java 8 新增了 Stream 流的概念，這就意味着我們也可以將數組轉成 Stream 進行操作，而不是 List。

String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程序員", "好好珍重他"};
Stream<String> aStream = Arrays.stream(anArray);

也可以直接對數組的元素進行剪輯，通過指定索引的方式：

Stream<String> anotherStream = Arrays.stream(anArray, 1, 3);

結果包含"一枚有趣的程序員"和"好好珍重他"，1 這個索引位置包括，3 這個索引位置不包括。

07、數組排序

Arrays 類提供了一個 sort() 方法，可以對數組進行排序。

• 基本數據類型按照升序排列

• 實現了 Comparable 接口的對象按照 compareTo() 的排序

來看第一個例子：

int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
Arrays.sort(anArray);

排序後的結果如下所示：

[1, 2, 4, 5, 8]

來看第二個例子：

String[] yetAnotherArray = new String[] {"A", "E", "Z", "B", "C"};
Arrays.sort(yetAnotherArray, 1, 3,
                Comparator.comparing(String::toString).reversed());

只對 1-3 位置上的元素進行反序，所以結果如下所示：

[A, Z, E, B, C]

08、數組搜索

有時候，我們需要從數組中查找某個具體的元素，最直接的方式就是通過遍歷的方式：

int[] anArray = new int[] {5, 2, 1, 4, 8};
for (int i = 0; i < anArray.length; i++) {
    if (anArray[i] == 4) {
        System.out.println("找到了 " + i);
        break;
    }
}

上例中從數組中查詢元素 4，找到後通過 break 關鍵字退出循環。

如果數組提前進行了排序，就可以使用二分查找法，這樣效率就會更高一些。 Arrays.binarySearch() 方法可供我們使用，它需要傳遞一個數組，和要查找的元素。

int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};
int index = Arrays.binarySearch(anArray, 4);

09、總結

除了一維數組，還有二維數組，但說實話，二維數組不太常用，這裏就不再介紹了，感興趣的話，可以嘗試打印以下楊輝三角。

這篇文章，我們介紹了 Java 數組的基本用法和一些高級用法，我想小夥伴們應該已經完全掌握了。

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