JDK源码(1.7) -- java.util.Arrays

java.util.Arrays 源码分析

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java.util.Arrays是一个工具类，它的定义如下:

public class Arrays {
    //Sorting of primitive type arrays.

    // Searching

    // Equality Testing

    // Filling

    // Cloning

    //hashCode

    //toString
}

从上面的定义可以看出java.util.Arrays这个类包含用来操作数组的各种方法。

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下面来看看java.util.Arrays中具体有哪些方法：

copyOf(T[] original,int newLength)	复制指定的数组
copyOfRange(T[] original,int from,int to)	将指定数组的指定范围复制到一个新数组
binarySearch(Object[] a,Object key)	使用二分搜索法来搜索指定数组,以获得指定对象
deepEquals(Object[] a1,Object[] a2)	如果两个指定数组彼此是深层相等的,则返回true
deepHashCode(Object[] a)	基于指定数组的"深层内容"返回哈希值
deepToString(Object[] a)	返回指定数组"深层内容"的字符串表示形式
equals(Object[] a,Object[] a2)	如果两个指定的Object数组相等,则返回true
fill(Object[] a,Object val)	将指定的Object引用分配给指定Object数组的每个元素
hashCode(Object[] a)	基于指定数组的内容返回哈希码
sort(Object[] a)	根据元素的自然顺序对指定对象数组按升序进行排序
toString(Object[] a)	返回指定数组内容的字符串表示形式
asList(T ... a)	返回一个受指定数组支持的固定大小的列表

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java.util.Arrays中的copy方法:

//复制指定的数组（针对boolean类型）
public static boolean[] copyOf(boolean[] original,int newLength)

//复制指定的数组（针对byte类型）
public static byte[] copyOf(byte[] original,int newLength)

//复制指定的数组（针对char类型）
public static char[] copyOf(char[] original, int newLength)

//复制指定的数组（针对double类型）
public static double[] copyOf(double[] original, int newLength)

//复制指定的数组（针对float类型）
public static float[] copyOf(float[] original, int newLength)

//复制指定的数组（针对int类型）
public static int[] copyOf(int[] original, int newLength)

//复制指定的数组（针对long类型）
public static long[] copyOf(long[] original,int newLength)

//复制指定的数组（针对short类型）
public static short[] copyOf(short[] original,int newLength)

//复制指定的数组（针对T类型）
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength)

//复制指定的数组（针对T类型）
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength,Class<? extends T[]> newType)

在对copy方法进行详细介绍之前，必须先来看看java.lang.System类中的arraycopy方法，因为java.util.Arrays类中的copy方法都是基于java.lang.System类的arraycopy方法实现的。

/*
从指定源数组中复制一个数组，复制从指定的位置开始，到目标数组的指定位置结束。从 src 引用的源数组到 dest 引用的目标数组，数组组件的一个子序列被复制下来。被复制的组件的编号等于 length 参数。源数组中位置在 srcPos 到 srcPos+length-1 之间的组件被分别复制到目标数组中的 destPos 到 destPos+length-1 位置。
如果参数 src 和 dest 引用相同的数组对象，则复制的执行过程就好像首先将 srcPos 到 srcPos+length-1 位置的组件复制到一个带有 length 组件的临时数组，然后再将此临时数组的内容复制到目标数组的 destPos 到 destPos+length-1 位置一样。

如果 dest 为 null，则抛出 NullPointerException 异常。
如果 src 为 null, 则抛出 NullPointerException 异常，并且不会修改目标数组。
否则，只要下列任何情况为真，则抛出 ArrayStoreException 异常并且不会修改目标数组：
　　src 参数指的是非数组对象。
　　dest 参数指的是非数组对象。
　　src 参数和 dest 参数指的是那些其组件类型为不同基本类型的数组。
　　src 参数指的是具有基本组件类型的数组且 dest 参数指的是具有引用组件类型的数组。
　　src 参数指的是具有引用组件类型的数组且 dest 参数指的是具有基本组件类型的数组。
否则，只要下列任何情况为真，则抛出 IndexOutOfBoundsException 异常，并且不会修改目标数组：
　　srcPos 参数为负。
　　destPos 参数为负。
　　length 参数为负。
　　srcPos+length 大于 src.length，即源数组的长度。
　　destPos+length 大于 dest.length，即目标数组的长度。
否则，如果源数组中 srcPos 到 srcPos+length-1 位置上的实际组件通过分配转换并不能转换成目标数组的组件类型，则抛出 ArrayStoreException 异常。在这种情况下，将 k 设置为比长度小的最小非负整数，这样就无法将 src[srcPos+k] 转换为目标数组的组件类型；当抛出异常时，从 srcPos 到 srcPos+k-1 位置上的源数组组件已经被复制到目标数组中的 destPos 到 destPos+k-1 位置，而目标数组中的其他位置不会被修改。
*/
public static native void arraycopy(Object src,int srcPos,Object dest,int destPos,int length);

下面以基本类型int来举例说明:

源代码如下:

    public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的int类型数组
        int[] copy = new int[newLength];

        //复制指定的数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

示例代码:

public class ArraysTest {

    public static void main(String[] args) {
        //源数组
        int[] original = {7,5,1,9,14,11,19,33,21};
        
        //通过java.util.Arrays类的copyOf方法对源数组进行复制
        int[] dest = Arrays.copyOf(original, 4);
        for(int i = 0;i < dest.length;i++){
            System.out.print(dest[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("---------------------");
        //通过java.util.Arrays类的copyOf方法对源数组进行复制（如果复制的长度超过了源数组的长度，则用0填充）
        int[] dest1 = Arrays.copyOf(original, 20);
        for(int i = 0;i < dest1.length;i++){
            System.out.print(dest1[i] + " ");
        }
    }
}

运行结果:
7 5 1 9 
---------------------
7 5 1 9 14 11 19 33 21 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

接下来看看基本类型: byte、short、long、char、float、double、boolean的copyOf方法

源代码如下:

    public static byte[] copyOf(byte[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的的byte数组
        byte[] copy = new byte[newLength];
        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

    public static short[] copyOf(short[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的的short数组
        short[] copy = new short[newLength];
        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }


    public static long[] copyOf(long[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的的long数组
        long[] copy = new long[newLength];
        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }


    public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的的char数组
        char[] copy = new char[newLength];
        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }


    public static float[] copyOf(float[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的的float数组
        float[] copy = new float[newLength];
        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }


    public static double[] copyOf(double[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的的double数组
        double[] copy = new double[newLength];
        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }


    public static boolean[] copyOf(boolean[] original, int newLength) {
        //创建一个长度为newLength的的boolean数组
        boolean[] copy = new boolean[newLength];
        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

接下来看看:

//复制指定的数组（针对T类型）
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength)

//复制指定的数组（针对T类型）
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength,Class<? extends T[]> newType)

源代码如下:

    public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
        return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
    }


    public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
        //创建一个长度为newLength的T类型的数组
        T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
            ? (T[]) new Object[newLength]
            : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);

        //复制数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

示例代码: 

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    
    /**
     * 初始化数据，测试时用
     * @return
     */
    public static Student[] initData(){
        Student[] stus = new Student[10];
        for(int i = 0;i < 10;i++){
            Student stu = new Student();
            stu.setName("同学"+i);
            stu.setAge(i);
            stus[i] = stu;
        }
        return stus;
    }
}


import java.util.Arrays;

public class ArraysTest {
    public static void main(String[] args) {
        //源数组
        Student[] stus = Student.initData();
        System.out.print("源数组Student[]内容为: ");
        for(int i = 0;i < stus.length;i++){
            System.out.print(stus[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //通过java.util.Arrays类的copyOf方法对源数组进行复制
        Student[] dest = Arrays.copyOf(stus, 6);
        System.out.print("复制长度为6的子数组: ");
        for(int i = 0;i < dest.length;i++){
            System.out.print(dest[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //通过java.util.Arrays类的copyOf方法对源数组进行复制（如果复制的长度超过了源数组的长度，则用0填充）
        Student[] dest1 = Arrays.copyOf(stus, 20);
        System.out.print("复制长度为20的子数组: ");
        for(int i = 0;i < dest1.length;i++){
            System.out.print(dest1[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

运行结果:
源数组Student[]内容为: Student [name=同学0, age=0] Student [name=同学1, age=1] Student [name=同学2, age=2] Student [name=同学3, age=3] Student [name=同学4, age=4] Student [name=同学5, age=5] Student [name=同学6, age=6] Student [name=同学7, age=7] Student [name=同学8, age=8] Student [name=同学9, age=9] 
复制长度为6的子数组: Student [name=同学0, age=0] Student [name=同学1, age=1] Student [name=同学2, age=2] Student [name=同学3, age=3] Student [name=同学4, age=4] Student [name=同学5, age=5] 
复制长度为20的子数组: Student [name=同学0, age=0] Student [name=同学1, age=1] Student [name=同学2, age=2] Student [name=同学3, age=3] Student [name=同学4, age=4] Student [name=同学5, age=5] Student [name=同学6, age=6] Student [name=同学7, age=7] Student [name=同学8, age=8] Student [name=同学9, age=9] null null null null null null null null null null 

 从前面的源代码和示例代码可以看出，java.util.Arrays中的10个copyOf(src,length)方法的作用就是对源数组进行复制，复制的长度为length.

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