Import java util arrays что это

Import java util arrays что это

На этом шаге мы рассмотрим операции над массивами

Все операции над массивами лежат в пакете java.util , и реализованы в классе Arrays (о том что такое пакеты и классы мы рассмотрим позднее). Для того чтобы использовать операции над массивами, нужно подключить к программе данный класс. Это делается с помощью служебного слова import . Подключение нужно проводить до объявление всех классов в файле программы. Приведем ниже пример подключения класса Arrays из пакета java.util :

import java.util.Arrays;

Рассмотрим следующие операции над массивами:

1. Копирование массивов.
2. Сортировка массивов.
3. Бинарный поиск элемента.
4. Операция fill (заполнение массива одним значением).

Рассмотрим ниже каждую операцию.

Допустим у нас есть следующий фрагмент программы:

int[] a = ; /*Еще один способ создания массива*/ int[] b = a;

Некоторые могут подумать, что в данном примере будут созданы 2 одинаковых массива. Но это мнение ошибочное. Переменные a и b на самом деле являются сылками на то место памяти, где хранится наш массив. Когда мы во второй строке b присваиваем значение, которое хранится в переменной a , то мы присваиваем не массив, а адрес памяти где расположен массив a . Из этого следует, что переменные a и b ссылаются на один и тотже массив. И когда мы, например, присвоим второму элементу массива b значение 0, то массив a будет иметь следующий вид: . Если требуется скопировать все элементы одного массива в другой, в Java для этого существует функция copyOf . Приведем пример использования функции копирования:

import java.util.Arrays; public class PrimerFirst < public static void main(String[] args) < int[] a = ; /*Создаем массив*/ int[] b = Arrays.copyOf(a, a.length);/*Копируем содержимое массива а в b*/ /*Выводим содержимое массивов на экран*/ System.out.print("Array a: "); for (int i = 0; i < a.length; i++) < System.out.print(a[i] + " "); >System.out.println(); System.out.print("Array b: "); for (int i = 0; i < b.length; i++) < System.out.print(b[i] + " "); >System.out.println(); /*Изменяем вторые элементы массивов*/ a[1] = 25; b[1] = 55; /*Выводим содержимое массивов на экран*/ System.out.print("Array a: "); for (int i = 0; i < a.length; i++) < System.out.print(a[i] + " "); >System.out.println(); System.out.print("Array b: "); for (int i = 0; i < b.length; i++) < System.out.print(b[i] + " "); >System.out.println(); > >

Проект можно взять здесь.

Рис. 1. Вывод программы

В данном примере мы использовали одно свойство массивов — length . Это свойство содержит в себе размер массива.

В задачах часто нужно сортировать элементы массива по какому-либо признаку. Например, сортировка по неубыванию. В Java уже такая операция реализована. Для сортировки массивов нужно вызвать функцию sort из класса Arrays . Приведем ниже пример использования данной операции:

import java.util.Arrays; public class PrimerSecond < public static void main(String[] args) < int[] a = ; /*Создание массива*/ Arrays.sort(a); /*Сортировка массива по неубыванию*/ /*Вывод содержимого массива на экран*/ System.out.print("Array: "); for (int i = 0; i < a.length; i++) < System.out.print(a[i] + " "); >> >

Проект можно взять здесь.

Рис. 2. Вывод программы

Предположим, что у нас дан отсортированный массив длины 2 18 и нужно очень много раз, допустим 10 6 , определять наличие в массиве элемента. Можно для этого каждый раз искать нужный нам элемент, проходя по каждому элементу массива, пока не будет достигнут нужный нам элемент, либо не будет достигнут конец массива. Такая операция простая, но при большом массиве крайне долгая. В Java существует операция бинарного поиска элемента, которая проверит наличие элемента не более чем за 18 сравнений (подробнее об бинарном поиске можно почитать здесь). Она реализована в функции binarySearch . Если в массиве есть искомый элемент, то она вернет его индекс, иначе вернет отрицательное значение r ( a — r — 1 — это позиция куда, должен быть вставлен искомый элемент, чтобы не нарушить порядок сортировки). Приведем ниже пример использования бинарного поиска.

import java.util.Arrays; public class PrimerThird < public static void main(String[] args) < int[] a = new int[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) < a[i] = i; >/*результат поиска будет равен 1*/ System.out.println(Arrays.binarySearch(a, 1)); /*результат поиска будет равен 2*/ System.out.println(Arrays.binarySearch(a, 2)); /*результат поиска будет равен -1*/ System.out.println(Arrays.binarySearch(a, -1)); /*результат поиска будет равен -11*/ System.out.println(Arrays.binarySearch(a, 10)); > >

Проект можно взять здесь.

Рис. 3. Вывод программы

Если вам часто нужно инициализировать каким-либо числом массив, то для этого можно использовать функцию fill . Приведем пример использования данной функции.

import java.util.Arrays; public class PrimerFourth < public static void main(String[] args) < int[] a = ; /*Создаем массив*/ /*Присваиваем элементам, стоящие на позициях от 1 до 4, значение 10*/ Arrays.fill(a, 1, 4, 10); /*Выводим содержимое массива на экран*/ System.out.print("Array: "); for (int i = 0; i < a.length; i++) < System.out.print(a[i] + " "); >> >

Проект можно взять здесь.

Рис. 4. Вывод программы

На следующем шаге мы рассмотрим многомерные массивы

Модификация — Java: Массивы

Примитивные типы данных, с которыми мы работали до сих пор, невозможно изменить. Любые функции и методы над ними возвращают новые значения, но не могут ничего сделать со старым.

var name = "Hexlet"; name.toUpperCase(); // "HEXLET" // Значение name не поменялось System.out.println(name); // 'Hexlet' 

С массивами это правило не работает. Элементы массива можно изменять записывая туда другие значения. Синтаксис изменения элемента массива практически такой же, как и при обращении к элементу массива. Разница лишь в наличии присваивания:

import java.util.Arrays; String[] animals =  "cats", "dogs", "birds" >; // Меняется первый элемент массива animals[0] = "horses"; System.out.println(Arrays.toString(animals)); // => // Если индекса не существует, то получим ошибку animals[5] = "monkeys"; | Exception java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: | Index 5 out of bounds for length 3 

Точно так же можно инициализировать новый массив:

// Создается массив из 5 чисел int[] numbers = new int[5]; // Порядок заполнения не важен numbers[1] = 8; numbers[0] = 3; 

Созданный, но не инициализированный массив, наполняется значениями по умолчанию. Для каждого типа это свое значение:

Например, для строк:

String[] cars = new String[2]; System.out.println(cars[0]); // => null 

Изменение размера массива

Массивы в Java имеют фиксированную длину. Это связано с тем, как хранятся массивы в памяти. Каждый раз когда нужно изменить размер массива, что-то добавить или удалить, придется создавать новый массив куда копируются нужные значения из старого. В следующих уроках мы рассмотрим как конкретно это происходит, а сейчас поработаем уже с готовыми методами. Обработка массивов хорошо реализована в библиотеке Apache Commons Lang .

import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils; import java.util.Arrays; String[] animals =  "cats", "dogs", "birds" >; // Добавление элементов var animals2 = ArrayUtils.add(animals, "horse"); System.out.println(Arrays.toString(animals2)); // => [cats, dogs, birds, horse] // Исходный массив не поменялся System.out.println(Arrays.toString(animals)); // => [cats, dogs, birds] // Удаление элементов // Удаляем элемент с index = 1 var animals3 = ArrayUtils.remove(animals, 1); System.out.println(Arrays.toString(animals3)); // => [cats, birds] // Удаляем элемент с index = 0 var animals4 = ArrayUtils.remove(animals, 0); 

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно

• 130 курсов, 2000+ часов теории
• 1000 практических заданий в браузере
• 360 000 студентов

Наши выпускники работают в компаниях:

Import java util arrays что это

Метод Arrays.copyOf() принимает 2 параметра: копируемый массив и количество копируемых значений, которое определяет также длину нового массива. Т. к. мы хотим скопировать массив целиком, то указываем в качестве количества длину исходного массива.

Если вам требуется скопировать не весь массив, а только какую-то его часть, то вместо длины следует указать необходимое значение: это может быть как целочисленный литерал, так и значение переменной.

Следует иметь ввиду небольшой нюанс работы метода, связанный с тем, что если количество копируемых элементов указано больше, чем их содержит массив, то copyOf() дополнит итоговый массив значениями по умолчанию.

Пусть имеется заполненный массив чисел, в который необходимо добавить еще одно число. Т. к. размер уже созданного массива менять нельзя, то создадим новый с увеличенным размером:

 int[] srcArr = ; int[] destArr = Arrays.copyOf(srcArr, srcArr.length + 3); System.out.println(Arrays.toString(destArr)); destArr[srcArr.length] = 6; destArr[srcArr.length + 1] = 7; System.out.println(Arrays.toString(destArr)); 

 [1, 2, 3, 4, 5, 0, 0, 0] [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0] 

Рассмотрим чуть более сложный пример:

 String[] letters = ; int len = letters.length; int newLen = len + (int) (len * 0.75); System.out.println("Длина нового массива = " + newLen); String[] destArr = Arrays.copyOf(letters, newLen); System.out.println(Arrays.toString(destArr)); destArr[len] = "D"; System.out.println(Arrays.toString(destArr)); 

 Длина нового массива = 5 [A, B, C, null, null] [A, B, C, D, null] 

В данном коде создаются два массива типа String. Длина второго массива (newLen) вычисляется по формуле, которая позволяет увеличивать его размер на 75%. Также видно, что copyOf заполняет пустые ячейки null’ом.

2.3. Arrays.copyOfRange()

Если требуется скопировать значения не с начала массива (или не до конца), то необходимо использовать Arrays.copyOfRange() (появился в Java 1.6). Данный метод позволяет копировать определенный диапазон значений массива, начиная с указанного индекса:

 int[] srcArr = ; int[] destArr = Arrays.copyOfRange(srcArr, 1, 3); System.out.println(Arrays.toString(destArr)); 

Метод copyOfRange() принимает 3 параметра: исходный (копируемый) массив; индекс в исходном массиве, с которого будет начинаться копирование; третий параметр — конечный индекс до которого будут копироваться элементы (значение под этим индексом не включается в копирование).

Еще пример. Необходимо найти максимальное число, затем скопировать в новый массив все значения, которые находятся справа от этого числа, включая само число:

 import java.util.Arrays; public class Main < public static void main(String[] args) < double[] srcArr = ; double max = srcArr[0]; int maxNumIndex = 0; for (int i = 1; i < srcArr.length; i++) < if (srcArr[i] >max) < maxNumIndex = i; max = srcArr[i]; >> double[] destArr = Arrays.copyOfRange(srcArr, maxNumIndex, srcArr.length); System.out.println(Arrays.toString(destArr)); > > 

 [120.2, -4.8, 3.5, 70.2] 

Метод copyOfRange(), так же как и copyOf(), если количество копируемых элементов указано больше, чем их содержит массив, дополняет итоговый массив значениями по умолчанию.

2.4. System.arraycopy()

В Java есть еще один способ скопировать массив — с помощью нативного (native) метода arraycopy(), расположенного в классе System.

Его работа имеет принципиальное отличие от копирования элементов массива в цикле: он копирует не поэлементно, а целыми блоками памяти, что влияет положительно на производительность.

Данный класс находится в пакете java.lang, и его не нужно импортировать — это делается автоматически.

Нативными называются методы, реализация которых написана на каком-то другом языке, отличном от Java (например, С/C++), под конкретную ОС, что делает их код платформозависимым, т. е. «родным» для конкретной системы.

Методы, помеченные как native, не могут иметь тела и должны заканчиваться точкой с запятой.

Получается, что сигнатуру метода arraycopy() с ключевым словом native мы можем наблюдать в классе System, а вот реализация, написанная на языках C/C++, находится совсем в другом месте. Она является частью скомпилированной в виде машинного (бинарного) кода библиотеки внутри JVM.

Сигнатура обсуждаемого метода выглядит сложноватой, но к ней можно привыкнуть:

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

Запомнить последовательность аргументов, которые принимает метод, не сложно. Рассуждать можно следующим образом: из исходного массива (src), начиная с начальной позиции (srcPos), нужно скопировать данные в другой массив (dest), в такую-то позицию (destPos), в таком-то количестве (length).

Стоит отметить, что если массив назначения уже содержит данные, то arraycopy() их перезапишет.

Обратите внимание, что оба массива имеют тип Object. Это сделано для универсальности, чтобы данный метод мог работать с массивами любого типа.

Над сигнатурой метода мы также можем наблюдать аннотацию @IntrinsicCandidate (до Java 16 она называлась @HotSpotIntrinsicCandidate), сообщающую о том, что JVM вместо вызова кода, написанного на другом языке (а такие вызовы могут негативно влиять на производительность и делают невозможным выполнять оптимизации кода), может использовать внутреннюю (встроенную) реализацию данного метода, которая есть у JIT (Just-in-Time — технология увеличения производительности программ за счет компиляции часто используемых частей кода).

В режиме интерпретатора (когда JVM выполняет вашу программу байт-код за байт-кодом) виртуальной машиной будет запускаться native-версия arraycopy(), но проработав какое-то время и собрав статистику, при определенных условиях она будет рассматривать методы с подобными аннотациями как кандидаты на замену native-кода внутренним машинным кодом.

Разберем пример работы с arraycopy(). Пусть требуется удалить значение по индексу 0, а затем сдвинуть влево все числа, стоящие от него справа:

 import java.util.Arrays; class Main < public static void main(String[] args) < int[] arr = ; System.arraycopy(arr, 1, arr, 0, arr.length - 1); System.out.println(Arrays.toString(arr)); arr[arr.length - 1] = 0; System.out.println(Arrays.toString(arr)); > > 

Вложенные массивы — Java: Массивы

Кроме плоских массивов, Java поддерживает вложенные массивы. С их помощью представляют табличные данные, по которым нужно выполнять какие-то вычисления. Например, почасовую разбивку температур за неделю можно представить в виде подобной таблицы. Дальше мы можем построить график, посчитать среднее и даже предсказать погоду.

Базовый синтаксис определения таких массивов:

import java.util.Arrays; // Три строки и два столбца // Количество [] определяет уровень вложенности // В данном случае массив двухмерный (2D) int[][] weather = 14, 15>, 17, 18>, 13, 14>>; // Внутри первого уровня массивы weather[0]; // [14, 15] weather[1]; // [17, 18] weather[2]; // [13, 14] // Внутри второго уровня значения weather[0][0]; // 14 weather[1][1]; // 18 // Для печати вложенных массивов deepToString() System.out.println(Arrays.deepToString(weather)); 

Возможно, с непривычки вы не всегда сразу точно увидите, как добраться до нужного элемента, но это всего лишь вопрос тренировок.

Чуть сложнее выглядит определение без инициализации:

// 3 строки и 2 столбца int[][] weather = new int[3][2]; 

Вложенные массивы можно изменять напрямую, просто обратившись к нужному элементу:

// Наполняем как массив выше // Первая строка weather[0][0] = 14; weather[0][1] = 15; // Вторая строка weather[1][0] = 17; weather[1][1] = 18; // Третья строка weather[2][0] = 13; weather[2][1] = 14; 

Вложенность никак не ограничивается. Можно создавать массив массивов массивов и так далее.

int[][][] nested =  1, 2>, 3, 4>>,  <5, 6>, 7, 8>>>; 

Пример использования

Для чего же могут понадобиться вложенные массивы? Таких примеров довольно много: начиная от математических концепций, например, матриц, заканчивая представлением игровых полей. Помните игру крестики-нолики? Это как раз тот самый случай:

Разберем такую задачку. Дано игровое поле для крестиков-ноликов. Нужно написать метод, который проверяет, есть ли на этом поле хотя бы один крестик или нолик, в зависимости от того, что попросят проверить.

// Инициализируем поле // Значением по умолчанию - null // Оно означает что в этой ячейке ничего нет String[][] field = new String[3][3]; // Делаем ход field[1][2] = "x"; // [ // [null, null, null], // [null, null, "x"], // [null, null, null] // ] 

Теперь реализуем метод, который выполняет нужную проверку. В этом методе нам понадобится библиотека Apache Commons Lang и метод ArrayUtils.contains . Она содержит метод, проверяющий вхождение элемента в массив.

import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils; class TickTackToe  public static boolean didPlayerMove(String[][] field, String sym)  // Обходим поле. Каждый элемент — это строчка в игровом поле. for (var row : field)  // метод contains проверяет присутствует ли элемент в массиве if (ArrayUtils.contains(row, sym))  // Если присутствует, значит мы нашли то, что искали. return true; > > // Если поле было просмотрено, но ничего не нашли, // значит ходов не было return false; > > 

TickTackToe.didPlayerMove(field, "x"); // true TickTackToe.didPlayerMove(field, "o"); // false 

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно

• 130 курсов, 2000+ часов теории
• 1000 практических заданий в браузере
• 360 000 студентов

Наши выпускники работают в компаниях: