Java教程

Java8源码解析- Arrays、Collections、Objects 常用方法

本文主要是介绍Java8源码解析- Arrays、Collections、Objects 常用方法,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

工具类

工具类通用特征写法:

  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。

尽量不在工具方法中,对共享变量有做修改的操作访问(如果必须要做的话,必须加锁),因为会有线程安全的问题。除此之外,工具类方法本身是没有线程安全问题的,可以放心使用。

Arrays

Arrays.sort 方法使用了双轴快速排序算法

二分查找

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。

对于二分查找的代码来说

  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
  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。如果是负数,要提前抛出明确的异常。

二分法底层代码

// a:我们要搜索的数组,fromIndex:从那里开始搜索,默认是0; toIndex:搜索到何时停止,默认是数组大小
// key:我们需要搜索的值 c:外部比较器
private static <T> int binarySearch0(T[] a, int fromIndex, int toIndex,
                                     T key, Comparator<? super T> c) {
    // 如果比较器 c 是空的,直接使用 key 的 Comparable.compareTo 方法进行排序
    // 假设 key 类型是 String 类型,String 默认实现了 Comparable 接口,就可以直接使用 compareTo 方法进行排序
    if (c == null) {
        // 这是另外一个方法,使用内部排序器进行比较的方法
        return binarySearch0(a, fromIndex, toIndex, key);
    }
    int low = fromIndex;
    int high = toIndex - 1;
    // 开始位置小于结束位置,就会一直循环搜索
    while (low <= high) {
        // 假设 low =0,high =10,那么 mid 就是 5,所以说二分的意思主要在这里,每次都是计算索引的中间值
        int mid = (low + high) >>> 1;
        T midVal = a[mid];
        // 比较数组中间值和给定的值的大小关系
        int cmp = c.compare(midVal, key);
        // 如果数组中间值小于给定的值,说明我们要找的值在中间值的右边
        if (cmp < 0)
            low = mid + 1;
        // 我们要找的值在中间值的左边
        else if (cmp > 0)
            high = mid - 1;
        else
        // 找到了
            return mid; // key found
    }
    // 返回的值是负数,表示没有找到
    return -(low + 1);  // key not found.
}

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

copyOfRange底层源码:

// 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,参数的意思分别是:
    // 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
    System.arraycopy(original, from, copy, 0,
                     Math.min(original.length - from, newLength));
    return copy;
}

Arrays 的拷贝方法,实际上底层调用的是 System.arraycopy 这个 native 方法

Collections

Collections 也提供了 sort 和 binarySearch 方法,sort 底层使用的就是 Arrays.sort 方法,binarySearch 底层是自己重写了二分查找算法,实现的逻辑和 Arrays 的二分查找算法完全一致,这两个方法上 Collections 和 Arrays 的内部实现很类似。

求集合中最大、最小值

以 max 方法为例,max 提供了两种类型的方法,一个需要传外部排序器,一个不需要传排序器,但需要集合中的元素强制实现 Comparable 接口,后者的泛型定义很有意思。

max 方法泛型 T 定义得非常巧妙,意思是泛型必须继承 Object 并且实现 Comparable 的接口。一般让我们来定义的话,我们可以会在方法里面去判断有无实现 Comparable 的接口,这种是在运行时才能知道结果。而这里泛型直接定义了必须实现 Comparable 接口,在编译的时候就可告诉使用者,当前类没有实现 Comparable 接口,使用起来很友好。

多种类型的集合

对于线程安全的集合方法都是 synchronized 开头的,从方法名可以看出来底层是通 synchronized 轻量锁来实现的。

对于不可变的集合都是以 unmodifiable 开头的,这类方法的意思是,我们会从原集合中,得到一个不可变的新集合,新集合只能访问,无法修改;一旦修改,就会抛出异常。这主要是因为只开放了查询方法,其余任何修改操作都会抛出异常。

Objects

相等判断

equals 和 deepEquals,前者是判断基本类型和自定义类的,后者是用来判断数组的

为空判断

isNull 和 nonNull 对于对象是否为空返回 Boolean 值,requireNonNull 方法更加严格,如果一旦为空,会直接抛出异常,需要根据生活的场景选择使用。

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