Arraylist в java

Other Common Array Operations

There are, of course, plenty of other array operations that we might need to perform.


Apart from the ones shown in this tutorial, we’ve extensively covered other operations in the dedicated posts:

  • Check if a Java Array Contains a Value
  • How to Copy an Array in Java
  • Removing the First Element of an Array
  • Finding the Min and Max in an Array with Java
  • Find Sum and Average in a Java Array
  • How to Invert an Array in Java
  • Join and Split Arrays and Collections in Java
  • Combining Different Types of Collections in Java
  • Find All Pairs of Numbers in an Array That Add Up to a Given Sum
  • Sorting in Java
  • Efficient Word Frequency Calculator in Java
  • Insertion Sort in Java

Сравнение массивов

Чтобы быть равными, массивы должны иметь одинаковый тип и число элементов, а каждый элемент должен быть равен каждому соответствующему элементу другого массива.

Класс Object  имеет метод equals, который наследуется массивами и не является перегруженным и сравнение идет по адресам объектов, а не по содержимому. Метод  equals перегружен только в классе Arrays. Отсюда вытекает правило сравнения массивов:

  • a == b сравниваются адреса массивов
  • a.equals(b) сравниваются адреса массивов
  • Arrays.equals(a, b) сравнивается содержимое массивов
  • Arrays.deepEquals(a, b) сравнивается содержимое многомерных массивов

Формат метода

Boolean f=Arrays.equals([]a,[]b);

Метод вернет true, если содержимое массивов равно, в противном случае false.

Пример.

int ar1[] = {0,2,3,4,5,1};
int ar2[] = {0,2,3,4,5,1};
//это сравнение ссылок      
System.out.println(ar1.equals(ar2));  //вернет fasle
//это сравнение содержимового
System.out.println(Arrays.equals(ar1,ar2)); // вернет true
System.out.println("");
    ar1=6;
System.out.println(Arrays.equals(ar1,ar2)); // вернет false
System.out.println("");

Параллельные операции над массивами

Последнее обновление: 30.04.2018

В JDK 8 к классу Arrays было добавлено ряд методов, которые позволяют в параллельном режиме совершать обработку элементов массива. И хотя данные методы формально не входят в Stream API, но реализуют схожую функциональность, что и параллельные потоки:

  • parallelPrefix(): вычисляет некоторое значение для элементов массива (например, сумму элементов)

  • parallelSetAll(): устанавливает элементы массива с помощью лямбда-выражения

  • parallelSort(): сортирует массив

Используем метод для установки элементов массива:

import java.util.Arrays;
public class Program {

    public static void main(String[] args) {
		
        int[] numbers = initializeArray(6);
        for(int i: numbers)
            System.out.println(i);
        
    } 
    public static int[] initializeArray(int size) {
        int[] values = new int;
        Arrays.parallelSetAll(values, i -> i*10);
        return values;
    }
}

В метод передается два параметра: изменяемый массив и функция, которая устанавливает элементы массива. Эта функция перебирает все элементы и в качестве параметра получает индекс текущего перебираемого элемента. Выражение означает, что по каждому индексу в массиве будет хранится число, равное i * 10. В итоге мы получим следующий вывод:

0
10
20
30
40
50

Рассмотрим более сложный пример. Пусть у нас есть следующий класс Phone:

class Phone{
    
    private String name;
    private int price;
    
    public Phone(String name, int price){
        this.name=name;
        this.price = price;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String val) {
        this.name=val;
    }
    public int getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(int val) {
        this.price=val;
    }
}

Теперь произведем манипуляции с массивом объектов Phone:

Phone[] phones = new Phone[]{new Phone("iPhone 8", 54000), 
    new Phone("Pixel 2", 45000),
    new Phone("Samsung Galaxy S9", 40000),
    new Phone("Nokia 9", 32000)};
        
Arrays.parallelSetAll(phones, i -> {
    phones.setPrice(phones.getPrice()-10000); 
    return phones;
});
        
for(Phone p: phones)
    System.out.printf("%s - %d \n", p.getName(), p.getPrice());

Теперь лямбда-выражение в методе представляет блок кода. И так как лямбда-выражение должно возвращать объект, то нам надо явным образом использовать оператор return. В этом лямбда-выражении опять же функция получает индексы перебираемых элементов, и по этим индексам мы можем обратиться к элементам массива и их изменить. Конкретно в данном случае происходит уменьшение цены смартфонов на 10000 единиц. В итоге мы получим следующий консольный вывод:

iPhone 8 - 44000 
Pixel 2 - 35000 
Samsung Galaxy S9 - 30000 
Nokia 9 - 22000 

Сортировка

Отсортируем массив чисел в параллельном режиме:

int[] nums = {30, -4, 5, 29, 7, -8};
Arrays.parallelSort(nums);
for(int i: nums)
    System.out.println(i);

Метод в качестве параметра принимает массив и сортирует его по возрастанию:

-8
-4
5
7
29
30

Если же нам надо как-то по-другому отсортировать объекты, например, по модулю числа, или у нас более сложные объекты, то мы можем создать свой компаратор и передать его в качестве второго параметра в . Например, возьмем выше определенный класс Phone и создадим для него компаратор:

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class Program {
 
    public static void main(String[] args) {
         
        Phone[] phones = new Phone[]{new Phone("iPhone 8", 54000), 
		new Phone("Pixel 2", 45000),
		new Phone("Samsung Galaxy S9", 40000),
		new Phone("Nokia 9", 32000)};
        
        Arrays.parallelSort(phones,new PhoneComparator());
        
         for(Phone p: phones)
            System.out.println(p.getName());
    }
}
class PhoneComparator implements Comparator<Phone>{
 
    public int compare(Phone a, Phone b){
     
        return a.getName().toUpperCase().compareTo(b.getName().toUpperCase());
    }
}

Метод parallelPrefix

Метод походит для тех случаев, когда надо получить элемент массива или объект того же типа, что и элементы массива, который обладает некоторыми признаками. Например, в массиве чисел это может быть максимальное, минимальное значения и т.д. Например, найдем произведение чисел:

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
Arrays.parallelPrefix(numbers, (x, y) -> x * y);

for(int i: numbers)
    System.out.println(i);

Мы получим следующий результат:

1
2
6
24
120
720

То есть, как мы видим из консольного вывода, лямбда-выражение из , которое представляет бинарную функцию, получает два элемента и выполняет над ними операцию. Результат операции сохраняется и передается в следующий вызов бинарной функции.

НазадВперед

1.1 Массив — это контейнер элементов

Скорее всего вы слышали, что компьютеры могут обрабатывать громадные объемы информации. Условный оператор () и циклы (, ), конечно, в этом помогают. Но далеко на них не уедешь, ведь обрабатываемые данные нужно как-то хранить.

На этот случай в Java, как и практически во всех языках программирования, есть такая отличная вещь как массивы (). Их еще называют таблицами.

Массив — это специальный объект, в котором можно хранить не одно значение, а несколько.

Если раньше мы сравнивали переменную с коробкой (где можно хранить какое-нибудь значение), то массив — это скорее коробка, разделенная внутри на секции. У каждой «секции в коробке-массиве» есть ее номер. Нумерация, конечно же, с нуля…

Ну или можно провести еще одну аналогию. Давайте сравним обычный жилой дом и многоэтажку. Обычный дом занимает одна семья, а многоэтажка разбита на квартиры. Чтобы написать письмо семье, которая живет в обычном доме, надо указать его уникальный адрес. А чтобы написать письмо семье, которая живет в квартире, надо указать уникальный адрес дома и еще номер квартиры.

Так вот, переменная-массив — это переменная-многоэтажка. В ней можно хранить не одно значение, а несколько. В такой переменной есть несколько квартир (ячеек), к каждой из которых можно обратиться по ее номеру (индексу).

Для этого после имени переменной в квадратных скобках надо указать индекс ячейки, к которой обращаемся. Это довольно просто:

Где — это имя переменной-массива, — номер ячейки в массиве, а — значение, которое мы хотим занести в указанную ячейку.

Но давайте для начала разберемся, как создавать массивы.

2.4 Резюмируем факты о массивах в Java

Давайте резюмируем известные факты о массивах:

Факт 1. Массив состоит из множества ячеек.

Факт 2. Доступ к конкретной ячейке идёт через указание её номера.

Факт 3. Все ячейки одного типа.

Факт 4. Начальное значение для всех ячеек — 0 и (если в ячейке хранится адрес), (для типа ). Подробнее о значениях по умолчанию вы узнаете в этой лекции.

Факт 5. – это просто объявление переменной: сам контейнер(объект-массив) еще не создан. Чтобы с ним можно было работать, нужно создать массив (контейнер) и положить его в эту переменную, а потом уже им пользоваться. См. пример ниже.

Факт 6. Когда мы создаём объект-массив (контейнер), нужно указать, какой он длины — сколько в нем ячеек. Это делается командой вида: ;

Факт 7. Длину массива можно узнать через свойство .

Факт 8. После создания массива нельзя поменять ни тип его элементов, ни их количество.

Код Пояснение
равно равно
Переменная хранит ссылку на объект – массив строк из элементов. равно

Теперь содержит массив из элементов. Массив есть, но хранить элементы он не может.

Будет сгенерировано исключение (ошибка программы) — программа аварийно завершится. содержит пустую ссылку —
Будет сгенерировано исключение (ошибка программы) — выход за границы массива. Если содержит элементов/ячеек, то их разрешённые индексы: — всего штук.

Creating Arrays

You can create an array by using the new operator with the following syntax −

Syntax

arrayRefVar = new dataType;

The above statement does two things −

  • It creates an array using new dataType.

  • It assigns the reference of the newly created array to the variable arrayRefVar.

Declaring an array variable, creating an array, and assigning the reference of the array to the variable can be combined in one statement, as shown below −

dataType[] arrayRefVar = new dataType;

Alternatively you can create arrays as follows −

dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

The array elements are accessed through the index. Array indices are 0-based; that is, they start from 0 to arrayRefVar.length-1.

Example

Following statement declares an array variable, myList, creates an array of 10 elements of double type and assigns its reference to myList −

double[] myList = new double;

Following picture represents array myList. Here, myList holds ten double values and the indices are from 0 to 9.

Declaring Array Variables

To use an array in a program, you must declare a variable to reference the array, and you must specify the type of array the variable can reference. Here is the syntax for declaring an array variable −

Syntax

dataType[] arrayRefVar;   // preferred way.
or
dataType arrayRefVar[];  // works but not preferred way.

Note − The style dataType[] arrayRefVar is preferred. The style dataType arrayRefVar[] comes from the C/C&plus;&plus; language and was adopted in Java to accommodate C/C&plus;&plus; programmers.

Example

The following code snippets are examples of this syntax −

double[] myList;   // preferred way.
or
double myList[];   // works but not preferred way.

8.1 Метод Arrays.fill()

Очень часто у Java-программистов при работе с массивами возникает задача: заполнить массив одинаковыми значениями. Можно, конечно, написать цикл и просто в цикле присвоить каждой ячейке массива определенное значение:

А можно просто вызвать метод , который делает точно то же самое: заполняет переданный массив переданным значением. Вот как это выглядит:

И код из примера выше можно сделать немного компактнее и понятнее:

А еще с помощью метода можно заполнить определенным значением не весь массив, а его часть:

Где первый и последний — это номера первой и последней ячеек, которые нужно заполнить.

По старой доброй традиции Java, последний элемент не входит в диапазон.

Пример:

Заполняем ячейки , , , значениями . Нумерация ячеек массива с нуля! Переменная содержит значение

Метод работает только с одномерными массивами. Если в него передать двумерный массив, он будет обработан как одномерный, со всеми вытекающими последствиями.

Searching in an Array

Searching an array is pretty simple, we can loop over the array and search our element among the array elements:

Here we searched for number 4 and found it at index 3.

If we have a sorted array though, we can use another solution: the binary search. The principle of binary search is explained in this article.

Fortunately, Java provides us with the Arrays.binarySearch method. We have to give it an array and an element to search.

In case of a generic array, we also have to give it the Comparator that was used to sort the array in the first place. There is again the possibility to call the method on a subset of the array.

Let’s see an example of the binary search method usage:

As we stored number 4 in the fourth cell, this will return index 3 as the result. Note that we used an already sorted array.

8.5 Метод Arrays.binarySearch()

Ну и последний из самых интересных методов класса умеет искать заданное значение в массиве. Это не обычный поиск, а так называемый бинарный поиск. Суть его заключается вот в чем:

  • Предварительно массив сортируется
  • Затем средний элемент массива сравнивается с искомым (с тем, который мы ищем).
  • Если искомый больше среднего, поиск продолжается в правой половине массива.
  • Если искомый элемент меньше среднего, поиск продолжается в левой половине массива

Благодаря тому, что массив отсортирован, можно за одно сравнение отбросить половину массива. Затем на следующем шаге отбросить еще половину и т.д.

Такой подход делает бинарный поиск очень быстрым. В массиве из миллиона(!) элементов он может найти индекс нужного элемента всего за 20 сравнений. Минусом такого подхода является то, что массив предварительно нужно отсортировать, а сортировка тоже занимает время.

Вот как выглядит его вызов:

Где — это имя массива, который нужно передать уже отсортированным (например, с помощью функции ). — это тот элемент, который ищется в массиве. Метод возвращает результат — индекс искомого элемента в массиве (номер ячейки массива).

Примеры:

содержит (также подходили индексы и )

Если искомых элементов в массиве несколько, просто вернется номер одного из них (нет гарантий, что это будет, допустим, самый первый или наоборот — самый последний из одинаковых элементов).


Если элемент в массиве не найден, индекс будет отрицательным.

Sorting Arrays

Let’s now see how to sort an array, that is rearranging its elements in a certain order. The Arrays class provides us with the  method. A bit like the stream method, sort has a lot of overloadings.

There are overloadings to sort:

  • Primitive type arrays: which are sorted in ascending order
  • Object arrays (those Object must implement the Comparable interface): which are sorted according to the natural order (relying on the compareTo method from Comparable)
  • Generic arrays: which are sorted according to a given Comparator

In addition, it’s possible to sort only a specific portion of an array (passing start and end indices to the method).

The algorithms behind the sort method are quick sort and merge sort for primitive and other arrays, respectively.

Let’s see how this all work through some examples:

Append a New Item to an Array

As we know, arrays hold a fixed size of values. Therefore, we can’t just add an item and exceed this limit.

We’ll need to start by declaring a new, larger array, and copy the elements of the base array to the second one.

Fortunately, the Arrays class provides a handy method to replicate the values of an array to a new different-sized structure:

Optionally, if the ArrayUtils class is accessible in our project, we can make use of its add method (or its addAll alternative) to accomplish our objective in a one-line statement:

As we can imagine, this method doesn’t modify the original array object; we have to assign its output to a new variable.

Iterating Over an Array

Accessing elements one by one can be useful, but we might want to iterate through an array. Let’s see how we can achieve this.

The first way is to use the for loop:

This should print numbers 1 to 5 to the console. As we can see we made use of the length property. This is a public property giving us the size of the array.

Of course, it’s possible to use other loop mechanisms such as while or do while. But, as for Java collections, it’s possible to loop over arrays using the foreach loop:

This example is equivalent to the previous one, but we got rid of the indices boilerplate code. The foreach loop is an option when:

  • we don’t need to modify the array (putting another value in an element won’t modify the element in the array)
  • we don’t need the indices to do something else

Transforming an Array into a List

Arrays are great, but sometimes it can be handier to deal with List instead. We’ll see here how to transform an array into a List.

We’ll first do it the naïve way, by creating an empty list and iterating over the array to add its elements to the list:

But there is another way, a little bit more succinct:

The static method Arrays.asList takes a varargs argument and creates a list with the passed values. Unfortunately, this method comes with some drawbacks:

  • It’s not possible to use an array of primitive types
  • We can’t add or remove elements from the created list, as it’ll throw an UnsupportedOperationException

Java Array Index

In Java, each element in an array are associated with a number. The number is known as an array index. We can access elements of an array by using those indices. For example,

Java Array Index

Here, we have an array of length 5. In the image, we can see that each element consists of a number (array index). The array indices always start from 0.

Now, we can use the index number to access elements of the array. For example, to access the first element of the array is we can use , and the second element is accessed using and so on.

Note: If the length of an array is n, the first element of the array will be arrayName and the last element will be .

If we did not store any value to an array, the array will store some default value ( for type and for type) by itself. For example,

Output:

0
0
0
0
0

In the above example, we have created an array named age. However, we did not assign any values to the array. Hence when we access the individual elements of the array, the default values are printed to the screen.

Here, we are individually accessing the elements of the array. There is a better way to access elements of the array using a loop (generally for-loop). For example,

Output:

0
0
0
0
0

3.2 Создание и изменение коллекций

Метод

Метод добавляет в переданную коллекцию элементы , , , … Количество переданных элементов может быть любым.

Код Вывод на экран
На экран будет выведено:

Метод

Метод заменяет все элементы переданной в него коллекции на элемент .

Код Вывод на экран
На экран будет выведено:

Метод

Метод возвращает список из элементов . Список можно назвать фиктивным (реального массива внутри нет), поэтому изменять его нельзя! Можно использовать только для чтения.

Код Вывод на экран
Создаем неизменяемый список из 10 элементов «Привет»

Создаем реальный список , заполняем его значениями из списка .


Выводим на экран

Метод

Метод заменяет все элементы переданной в него коллекции, равные , на элемент .

Код Вывод на экран
На экран будет выведено:

Метод

Метод копирует все элементы переданной в него коллекции в коллекцию .

Код Вывод на экран
На экран будет выведено:

8.4 Метод Arrays.sort()

Ну и напоследок оставили самое вкусное — сортировка. В программировании сортировать массивы приходится очень часто. Три самых частых действия при работе с массивами:

  • Сортировка массива
  • Поиск минимального (или максимального) элемента массива
  • Определение индекса элемента в массиве (поиск элемента в массиве)

И именно поэтому разработчики Java включили в класс метод. Вот как выглядит его вызов:

Этот метод сортирует переданный массив по возрастанию.

Пример:

Переменная содержит значение

Отлично, да? Вызвал один метод, и вот у вас еще отсортированный массив. Красота.

Кстати, сортировать можно не только весь массив, но и часть массива. Вот как выглядит его вызов:

Где первый и последний — это номера первой и последней ячеек, которых должна коснуться сортировка.

По старой доброй традиции Java, последний элемент не входит в диапазон.

Пример:

Переменная содержит значение

В Java для сортировки массивов используется самый быстрый алгоритм сортировки — QuickSort. Скорость его сортировки зависит от размера массива и рассчитывается по формуле N*Log(N).

Сортировка массива из 1000 элементов будет содержать около 10,000 сравнений ячеек массива. Сортировка массива из миллиона элементов будет содержать около 20 миллионов сравнений.

Processing Arrays

When processing array elements, we often use either for loop or foreach loop because all of the elements in an array are of the same type and the size of the array is known.

Example

Here is a complete example showing how to create, initialize, and process arrays −

public class TestArray {

   public static void main(String[] args) {
      double[] myList = {1.9, 2.9, 3.4, 3.5};

      // Print all the array elements
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         System.out.println(myList + " ");
      }
     
      // Summing all elements
      double total = 0;
      for (int i = 0; i < myList.length; i++) {
         total += myList;
      }
      System.out.println("Total is " + total);
      
      // Finding the largest element
      double max = myList;
      for (int i = 1; i < myList.length; i++) {
         if (myList > max) max = myList;
      }
      System.out.println("Max is " + max);  
   }
}

This will produce the following result −

How to initialize arrays in Java?

In Java, we can initialize arrays during declaration or you can initialize later in the program as per your requirement.

Initialize an Array During Declaration

Here’s how you can initialize an array during declaration.

This statement creates an array named age and initializes it with the value provided in the curly brackets.

The length of the array is determined by the number of values provided inside the curly braces separated by commas. In our example, the length of is 5.

Java Arrays initialization

Let’s write a simple program to print elements of this array.

Output:

Element at index 0: 12
Element at index 1: 4
Element at index 2: 5
Element at index 3: 2
Element at index 4: 5

How to declare an array?

In Java, here is how we can declare an array.

  • dataType — it can be like , , , , etc. or Java objects
  • arrayName — it is an

Let’s take an example,

Here, data is an array that can hold values of type .

But, how many elements can array this hold?

Good question! We have to allocate memory for the array. The memory will define the number of elements that the array can hold.

Here, the size of the array is 10. This means it can hold 10 elements (10 types values). The size of an array is also known as the length of an array.

Note: Once the length of the array is defined, it cannot be changed in the program.

Let’s take another example:

Here, age is an array. It can hold 5 values of type.

In Java, we can declare and allocate memory of an array in one single statement. For example,


С этим читают