Java 數組操作核心 API 速查：複製、排序、比較實戰

前言

數組是 Java 最基礎的容器，JDK 在 java.lang.System 和 java.util.Arrays 中提供了高性能的原生操作方法。本文通過實例速查三大高頻場景：複製、排序、比較。

1. 數組複製 —— System.arraycopy

方法簽名

public static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)

• src：源數組
• srcPos：源起始索引
• dest：目標數組（必須預先分配足夠空間）
• destPos：目標起始索引
• length：複製元素個數

實戰示例

int[] src = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] dest = new int[8]; // {0,0,0,0,0,0,0,0}
System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 3);
// dest → {1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0}

// 覆蓋中間段
System.arraycopy(src, 1, dest, 2, 2);
// dest → {1, 2, 2, 3, 0, 0, 0, 0}

性能優勢

JVM 內部實現為本地方法（通常映射到 memmove），比手寫循環快 10-100 倍，且自動處理數組重疊複製（如將數組前移一位）。

2. 數組排序 —— Arrays.sort

重載形式

• sort(int[] a) / sort(Object[] a)：全量排序
• sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex)：區間排序
• sort(T[] a, Comparator<? super T> c)：自定義比較器

算法底層

• 基本類型：雙軸快速排序（Dual-Pivot Quicksort，JDK 7+），平均 O(n log n)，最壞 O(n²) 但極難觸發。
• 對象類型：TimSort（合併排序 + 插入排序混合），穩定排序，利用數據局部有序特性，接近 O(n) 最優。

示例

int[] arr = {2, 9, 3, 6, 7, 4};
Arrays.sort(arr); // → {2, 3, 4, 6, 7, 9}

// 降序：基本類型無直接支持，需轉包裝類或手寫
Integer[] boxed = Arrays.stream(arr).boxed().toArray(Integer[]::new);
Arrays.sort(boxed, Collections.reverseOrder());

3. 數組比較 —— Arrays.equals / Arrays.deepEquals

淺層比較 equals

• 長度相同且對應索引元素 ==（基本類型）或 equals()（對象）返回 true。
• 一維數組適用。

int[] a = {1, 2};
int[] b = {1, 2};
Arrays.equals(a, b); // true

深層比較 deepEquals

• 遞歸比較嵌套數組/集合，適用於多維數組、對象數組。

Object[] oa = {new int[]{1,2}, "str"};
Object[] ob = {new int[]{1,2}, "str"};
Arrays.equals(oa, ob);       // false（引用不同）
Arrays.deepEquals(oa, ob);   // true

避坑指南

現代替代方案（Java 8+）

• Arrays.stream(arr).sorted().toArray()：函數式風格，自動裝箱基本類型，適合鏈式操作。
• IntStream.of(arr).sorted().toArray()：避免裝箱開銷，性能更接近原生 Arrays.sort。
• List 比較可用 List.equals（逐元素調用 Arrays.equals）。

總結

System.arraycopy 是底層複製利器，Arrays.sort 提供工業級排序，Arrays.equals/deepEquals 覆蓋淺/深比較需求。熟練掌握這三組 API，配合 Java 8 Stream 增強，能優雅高效地解決 90% 數組操作場景。