無水乾貨：Java陣列優秀指南

兩年前，我甚至寫過一篇文章，吐槽陣列在 Java 中挺雞肋的，因為有 List 誰用陣列啊，現在想想那時候的自己好幼稚，好可笑。因為我只看到了表面現象，實際上呢，List 的內部仍然是透過陣列實現的。

兩年前，我甚至寫過一篇文章，吐槽陣列在 Java 中挺雞肋的，因為有 List 誰用陣列啊，現在想想那時候的自己好幼稚，好可笑。因為我只看到了表面現象，實際上呢，List 的內部仍然是透過陣列實現的，比如說 ArrayList，在它的原始碼裡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;

陣列在 Java 中，必須算是核心，神一般的存在。

按照 Javadoc 給出的解釋，陣列是一個物件，它包含了一組固定數量的元素，並且這些元素的型別是相同的。陣列會按照索引的方式將元素放在指定的位置上，意味著我們可以透過索引來訪問到這些元素。在 Java 中，索引是從 0 開始的。

我們可以將陣列理解為一個個整齊排列的單元格，每個單元格里面存放著一個元素。

陣列元素的型別可以是基本資料型別(比如說 int、double)，也可以是引用資料型別(比如說 String)，包括自定義型別的物件。

瞭解了陣列的定義後，讓我們來深入地研究一下陣列的用法。

在 Java 中，陣列的宣告方式有兩種。

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，是緊跟型別，還是放在變數名的後面。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陣列了，同樣有多種方式可以初始化陣列，比如說最常見的是：

int[] anArray = new int[10];

使用了 new 關鍵字，對吧?這就意味著陣列的確是一個物件。然後，在方括號中指定了陣列的長度，這是必須的。

這時候，陣列中的每個元素都會被初始化為預設值，int 型別的就為 0，Object 型別的就為 null。

另外，還可以使用大括號的方式，直接初始化陣列中的元素：

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

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

前面提到過，可以透過索引來訪問陣列的元素，就像下面這樣：

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

透過陣列的變數名，加上中括號，加上元素的索引，就可以訪問到陣列，透過“=”運算子進行賦值。

如果索引的值超出了陣列的界限，就會丟擲 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。

為什麼會發生ArrayIndexOutOfBoundsException

我覺得原因挺有意思的。

既然陣列的索引是從 0 開始，那就是到陣列的 length - 1 結束，不要使用超出這個範圍內的索引訪問陣列，就不會丟擲陣列越界的異常了。

當陣列的元素非常多的時候，逐個訪問陣列就太辛苦了，所以需要透過遍歷的方式。

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

透過 length 屬性獲取到陣列的長度，然後索引從 0 開始遍歷，就得到了陣列的所有元素。

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

如果不需要關心索引的話(意味著不需要修改陣列的某個元素)，使用 for-each 遍歷更簡潔一些。當然，也可以使用 while 和 do-while 迴圈。

可變引數用於將任意數量的引數傳遞給方法：

void varargsMethod(String... varargs) {}

varargsMethod() 方法可以傳遞任意數量的字串引數，可以是 0 個或者 N 個，本質上，可變引數就是透過陣列實現的，為了證明這一點，我們可以透過 jad 反編譯一下位元組碼：

public class VarargsDemo 
{ 
 
    public VarargsDemo() 
    { 
    } 
 
    transient void varargsMethod(String as[]) 
    { 
    } 
}

所以我們其實可以直接將陣列作為引數傳遞給可變引數的方法：

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

也可以直接傳遞多個字串，透過逗號隔開的方式：

demo.varargsMethod("沉默王二", "一枚有趣的程式設計師");

List 封裝了很多常用的方法，方便我們對集合進行一些操作，而如果直接運算元組的話，多有不便，因此有時候我們需要把陣列轉成 List。

比較原始的方式，就是透過遍歷陣列的方式，一個個將陣列新增到 List 中。

int[] anArray = new int[] {1, 2, 3, 4, 5}; 
 
List aList = new ArrayList<>(); 
for (int element : anArray) { 
    aList.add(element); 
}

更優雅的方式是透過 Arrays 類的 asList() 方法：

List 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 extends AbstractList 
        implements RandomAccess, java.io.Serializable{}

如果需要新增元素或者刪除元素的話，最好把它轉成 java.util.ArrayList。

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

Java 8 新增了 Stream 流的概念，這就意味著我們也可以將陣列轉成 Stream 進行操作，而不是 List。

String[] anArray = new String[] {"沉默王二", "一枚有趣的程式設計師", "好好珍重他"}; 
Stream aStream = Arrays.stream(anArray);

也可以直接對陣列的元素進行剪輯，透過指定索引的方式：

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

結果包含"一枚有趣的程式設計師"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。

Arrays 類提供了一個 sort() 方法，可以對陣列進行排序。

基本資料型別按照升序排列
實現了 Comparable 介面的物件按照 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]

有時候，我們需要從陣列中查詢某個具體的元素，比較直接的方式就是透過遍歷的方式：

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; 
    } 
}

上例中從陣列中查詢元素 4，找到後透過 break 關鍵字退出迴圈。

如果陣列提前進行了排序，就可以使用二分查詢法，這樣效率就會更高一些。Arrays.binarySearch() 方法可供我們使用，它需要傳遞一個陣列，和要查詢的元素。

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

除了一維陣列，還有二維陣列，但說實話，二維陣列不太常用，這裡就不再介紹了，感興趣的話，可以嘗試列印以下楊輝三角。

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

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