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Java Arrays 工具類核心方法速查與實戰指南

編輯：Java 綜合教學

Arrays 工具類：Java 數組操作的「瑞士軍刀」

java.util.Arrays 是 JDK 提供的數組操作工具類，封裝了排序、查找、比較、填充、轉字符串、流式轉換等高頻操作，全部為 static 方法，開箱即用。本文系統梳理核心 API，配合實戰場景與性能提示，助你寫出更優雅、高效的數組代碼。

核心方法分類速查表

分類	代表方法	說明	備註
排序	`sort(T[])`	原地升序排序（基本類型雙軸快排，對象 TimSort）	穩定排序用 `sort(T[], Comparator)`
	`parallelSort(T[])`	並行排序（JDK 8+，ForkJoinPool 多線程）	大數組（>1萬）顯著加速
	`sort(T[], from, to)`	區間排序 [from, to)	支援部分排序
查找	`binarySearch(T[], key)`	二分查找，前提：已排序	返回索引或 (-(插入點)-1)
	`binarySearch(T[], from, to, key)`	區間二分查找
	`binarySearch(T[], key, Comparator)`	自定義比較器查找
比較	`equals(T[], T[])`	長度相同且對應元素 equals 相等	基本類型重載比較值
	`deepEquals(Object[], Object[])`	深度比較（遞歸進入嵌套數組）	多維數組必用
	`compare(T[], T[])`	字典序比較（JDK 9+）	返回負/零/正
填充/複製	`fill(T[], val)`	全部元素賦值 val	基本類型/對象引用同值
	`copyOf(T[], newLen)`	複製並調整長度（截斷/補默認值）	擴容常用
	`copyOfRange(T[], from, to)`	區間複製 [from, to)	切片操作
轉換/視圖	`toString(T[])`	生成 `[a, b, c]` 格式字符串	調試神器
	`deepToString(Object[])`	多維數組深度轉字符串
	`stream(T[])`	轉為 `Stream<T>`（JDK 8+）	接入 Stream API 鏈式操作
其他	`setAll(T[], IntFunction)`	用生成器函數賦值（JDK 8+）	`setAll(arr, i -> i*2)`

實戰高頻場景

1. 快速初始化數組


// 基本類型
int[] arr = new int[100];
Arrays.setAll(arr, i -> i * 2);  // [0, 2, 4, ..., 198]

// 對象數組
String[] names = new String[5];
Arrays.fill(names, "Guest");     // 全部 "Guest"

2. 高效去重（配合排序）


int[] nums = {3, 1, 2, 3, 2, 4};
Arrays.sort(nums);                    // [1, 2, 2, 3, 3, 4]
int[] distinct = Arrays.stream(nums).distinct().toArray(); // [1, 2, 3, 4]
// 或手動雙指針去重（極致性能）

3. 多維數組深度比較與打印


int[][] matrix1 = {{1,2}, {3,4}};
int[][] matrix2 = {{1,2}, {3,4}};
Arrays.equals(matrix1, matrix2);        // false（比較行引用）
Arrays.deepEquals(matrix1, matrix2);    // true（遞歸比較值）
System.out.println(Arrays.deepToString(matrix1)); // [[1, 2], [3, 4]]

4. 二分查找插入點技巧


int[] sorted = {10, 20, 30, 40};
int idx = Arrays.binarySearch(sorted, 25); // 返回 -3
int insertPos = -idx - 1;                  // = 2，應插入索引 2
// 結合 copyOfRange 實現有序插入

5. 數組轉 Stream 玩轉函數式


String[] words = {"apple", "banana", "pear"};
Arrays.stream(words)
    .filter(s -> s.length() > 5)
    .map(String::toUpperCase)
    .forEach(System.out::println); // BANANA

性能與避坑指南

基本類型數組排序：JDK 使用雙軸快速排序，比傳統快排更抗退化，全基本類型專用
對象數組排序：使用 TimSort（歸併+插入混合），穩定、對部分有序數據極快
parallelSort 閾值：數組長度 < 8192 時自動退化為串行，小數組無需並行
binarySearch 前提：必須已按相同規則排序，否則結果不可預期
asList(T...) 返回固定長度 List，不支援 add/remove，需 `new ArrayList<>(Arrays.asList(...))`
多線程環境下 Arrays.sort 非線程安全，共享數組需自行加鎖或用並行流

進階：自定義比較器排序對象數組


User[] users = {new User(3,"C"), new User(1,"A"), new User(2,"B")};
// 按 id 升序
Arrays.sort(users, Comparator.comparingInt(User::getId));
// 按 name 降序
Arrays.sort(users, Comparator.comparing(User::getName).reversed());
// 多鍵排序：先 id 升序，id 相同按 name 降序
Arrays.sort(users, Comparator
    .comparingInt(User::getId)
    .thenComparing(Comparator.comparing(User::getName).reversed()));

掌握 Arrays 這把「瑞士軍刀」，能讓你在處理數組時少寫大量樣板代碼，專注於業務邏輯。建議收藏本文速查表，下次寫到 for (int i=0; i<arr.length; i++) 時先想一想：Arrays 有沒有現成方法？