编辑“︁Java数组工具类”︁

{{Note|本节内容适用于Java 8及以上版本，部分特性可能需要更高版本支持。}}

= Java数组工具类 =
'''Java数组工具类'''（Java Array Utilities）是指Java标准库中提供的用于操作数组的工具类集合，主要包括<code>java.util.Arrays</code>和<code>java.lang.reflect.Array</code>。这些类提供了静态方法来实现数组的排序、搜索、填充、复制等常见操作，极大简化了数组处理工作。

== 核心工具类 ==
=== java.util.Arrays ===
Java中最常用的数组工具类，提供以下功能分组：

{| class="wikitable"
! 功能类别 !! 方法示例 !! 说明
|-
| 排序 | <code>sort()</code>, <code>parallelSort()</code> | 支持基本类型和对象数组
|-
| 搜索 | <code>binarySearch()</code> | 二分查找（数组需先排序）
|-
| 比较 | <code>equals()</code>, <code>deepEquals()</code> | 深度比较多维数组
|-
| 填充 | <code>fill()</code> | 批量初始化数组元素
|-
| 转换 | <code>asList()</code>, <code>stream()</code> | 数组与集合/流的转换
|-
| 复制 | <code>copyOf()</code>, <code>copyOfRange()</code> | 安全复制数组
|}

=== java.lang.reflect.Array ===
用于动态创建和访问数组的底层工具类，主要功能包括：
* 动态创建数组：<code>newInstance()</code>
* 获取数组长度：<code>getLength()</code>
* 反射方式访问元素：<code>get()</code>/<code>set()</code>

== 主要方法详解 ==
=== 数组排序 ===
<syntaxhighlight lang="java">
// 基本类型数组排序
int[] numbers = {5, 3, 9, 1};
Arrays.sort(numbers);  // 结果为 [1, 3, 5, 9]

// 对象数组排序（需实现Comparable）
String[] words = {"banana", "apple", "pear"};
Arrays.sort(words);  // 按字典序排序

// 并行排序（大数据量性能更优）
int[] largeArray = new int[1000000];
Arrays.parallelSort(largeArray);
</syntaxhighlight>

=== 二分查找 ===
{{Warning|使用前必须确保数组已排序！}}
<syntaxhighlight lang="java">
int[] sorted = {10, 20, 30, 40};
int index = Arrays.binarySearch(sorted, 30);  // 返回2
int notFound = Arrays.binarySearch(sorted, 25);  // 返回-3（插入点）
</syntaxhighlight>

=== 数组比较 ===
<syntaxhighlight lang="java">
int[] a = {1, 2, 3};
int[] b = {1, 2, 3};
int[] c = {1, 3, 2};

System.out.println(Arrays.equals(a, b));  // true
System.out.println(Arrays.equals(a, c));  // false

// 多维数组比较
int[][] matrix1 = {{1,2}, {3,4}};
int[][] matrix2 = {{1,2}, {3,4}};
System.out.println(Arrays.deepEquals(matrix1, matrix2));  // true
</syntaxhighlight>

=== 数组填充 ===
<syntaxhighlight lang="java">
char[] chars = new char[5];
Arrays.fill(chars, 'A');  // ['A', 'A', 'A', 'A', 'A']

// 部分填充
Arrays.fill(chars, 1, 3, 'B');  // ['A', 'B', 'B', 'A', 'A']
</syntaxhighlight>

== 高级特性 ==
=== 数组转流 ===
Java 8+ 支持将数组转为Stream：
<syntaxhighlight lang="java">
String[] languages = {"Java", "Python", "C++"};
long count = Arrays.stream(languages)
                  .filter(s -> s.startsWith("J"))
                  .count();  // 结果为1
</syntaxhighlight>

=== 并行操作 ===
<mermaid>
graph LR
    A[原始数组] --> B[分割]
    B --> C[子数组1]
    B --> D[子数组2]
    B --> E[子数组n]
    C --> F[并行处理]
    D --> F
    E --> F
    F --> G[合并结果]
</mermaid>

示例：
<syntaxhighlight lang="java">
int[] data = new int[10000];
Arrays.parallelSetAll(data, i -> i * 2);  // 并行初始化
Arrays.parallelPrefix(data, (a, b) -> a + b);  // 并行前缀和
</syntaxhighlight>

== 性能考虑 ==
* <code>sort()</code> vs <code>parallelSort()</code>临界点：约<math>2^{13}</math>个元素
* <code>System.arraycopy()</code>比循环复制快3-5倍
* 基本类型数组操作比对象数组快约40%

== 实际应用案例 ==
'''场景：'''电商系统需要统计每月销售额Top 10商品

<syntaxhighlight lang="java">
class Product {
    String name;
    double sales;
    // 构造方法/getters省略
}

Product[] monthlyProducts = getMonthlyProducts(); // 获取所有商品数据

// 按销售额降序排序
Arrays.sort(monthlyProducts, 
    (p1, p2) -> Double.compare(p2.getSales(), p1.getSales()));

// 获取前10
Product[] top10 = Arrays.copyOf(monthlyProducts, 10);

// 转换为报表格式
String report = Arrays.stream(top10)
                     .map(p -> p.getName() + ": " + p.getSales())
                     .collect(Collectors.joining("\n"));
</syntaxhighlight>

== 常见问题 ==
{{Q&A
|问题 = 为什么Arrays.asList()返回的列表不能修改？
|答案 = 因为返回的是基于原始数组的固定大小视图，要创建可变列表应使用：<br><code>new ArrayList<>(Arrays.asList(array))</code>
}}
{{Q&A
|问题 = 如何打印多维数组内容？
|答案 = 使用<code>Arrays.deepToString()</code>方法：<br><code>System.out.println(Arrays.deepToString(matrix))</code>
}}

== 最佳实践 ==
# 处理大型数组时优先考虑<code>parallelSort()</code>
# 使用<code>Arrays.copyOf()</code>而非手动复制
# 对象数组排序时明确指定Comparator避免<code>ClassCastException</code>
# 使用<code>Arrays.stream()</code>进行现代函数式操作

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