1. 前言
本文介绍的 ArrayUtils 以org.apache.commons.collections4.ArrayUtils 为例
源代码:org.apache.commons.collections4.ArrayUtils
自定义特征可以在自己服务内实现
在Java应用开发中,数组操作是我们日常编码的基础任务之一。你是否曾写过下面这样的代码?
java
public boolean findUser(String[] users, String targetUser) {
if (users == null) {
return false;
}
for (int i = 0; i < users.length; i++) {
if (targetUser == null) {
if (users[i] == null) {
return true;
}
} else {
if (targetUser.equals(users[i])) {
return true;
}
}
}
return false;
}
public int findUserIndex(String[] users, String targetUser) {
if (users == null) {
return -1;
}
for (int i = 0; i < users.length; i++) {
// ... 类似的重复代码
}
return -1;
}
这种手动遍历数组的方式不仅繁琐、重复,更重要的是需要处理各种边界情况(如空数组、null元素、起始位置等),容易出错且代码可读性差。一个精心设计的工具类可以封装这些通用逻辑,让数组操作变得简单而安全。本文将深入解析ArrayUtils工具类的实现原理,展示如何通过简洁的API解决数组操作的常见痛点。
2. 常用方法
2.1 包含检查方法
2.1.1 方法签名
java
static boolean contains(Object[] array, Object objectToFind)
2.1.2 应用示范
java
public class ArrayUtilsDemo {
public static void main(String[] args) {
String[] fruits = {"apple", "banana", "orange", null};
// 检查元素是否存在
System.out.println(ArrayUtils.contains(fruits, "apple")); // true
System.out.println(ArrayUtils.contains(fruits, "grape")); // false
System.out.println(ArrayUtils.contains(fruits, null)); // true
// 处理空数组场景
String[] emptyArray = null;
System.out.println(ArrayUtils.contains(emptyArray, "test")); // false
}
}
2.1.3 关键源码
java
static boolean contains(Object[] array, Object objectToFind) {
return indexOf(array, objectToFind) != -1;
}
2.2 索引查找方法
2.2.1 方法签名
java
static <T> int indexOf(T[] array, Object objectToFind)
static int indexOf(Object[] array, Object objectToFind, int startIndex)
2.2.2 应用示范
java
public class IndexOfDemo {
public static void main(String[] args) {
Integer[] numbers = {1, 2, 3, 2, 5, null, 2};
// 查找元素首次出现位置
System.out.println(ArrayUtils.indexOf(numbers, 2)); // 1
System.out.println(ArrayUtils.indexOf(numbers, 10)); // -1
System.out.println(ArrayUtils.indexOf(numbers, null)); // 5
// 从指定位置开始查找
System.out.println(ArrayUtils.indexOf(numbers, 2, 2)); // 3
System.out.println(ArrayUtils.indexOf(numbers, 2, 4)); // 6
// 处理边界情况
System.out.println(ArrayUtils.indexOf(null, 1)); // -1
}
}
2.2.3 关键源码
本质比较的是equals方法,如有需要可以重写equals方法
java
static int indexOf(Object[] array, Object objectToFind, int startIndex) {
if (array == null) {
return -1;
} else {
if (startIndex < 0) {
startIndex = 0;
}
if (objectToFind == null) {
for(int i = startIndex; i < array.length; ++i) {
if (array[i] == null) {
return i;
}
}
} else {
for(int i = startIndex; i < array.length; ++i) {
if (objectToFind.equals(array[i])) {
return i;
}
}
}
return -1;
}
}
3. 与Stream API的对比
3.1 相同功能的不同实现
ArrayUtils方式:
java
// 检查包含
boolean contains = ArrayUtils.contains(array, target);
// 查找索引
int index = ArrayUtils.indexOf(array, target);
Stream API方式:
java
// 检查包含
boolean contains = Arrays.stream(array)
.anyMatch(element -> Objects.equals(element, target));
// 查找索引(较为繁琐)
int index = IntStream.range(0, array.length)
.filter(i -> Objects.equals(array[i], target))
.findFirst()
.orElse(-1);
3.2 性能对比
java
public class PerformanceComparison {
public static void main(String[] args) {
String[] largeArray = createLargeArray(100000);
// ArrayUtils性能测试
long start1 = System.nanoTime();
boolean result1 = ArrayUtils.contains(largeArray, "target");
long time1 = System.nanoTime() - start1;
// Stream API性能测试
long start2 = System.nanoTime();
boolean result2 = Arrays.stream(largeArray)
.anyMatch("target"::equals);
long time2 = System.nanoTime() - start2;
System.out.println("ArrayUtils耗时: " + time1 + "ns");
System.out.println("Stream API耗时: " + time2 + "ns");
}
}
3.3 适用场景分析
| 特性 | ArrayUtils | Stream API |
|---|---|---|
| 代码简洁性 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 性能 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 可读性 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| 函数式支持 | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| 链式操作 | 不支持 | 支持 |
| 空安全 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 需要额外处理 |
4. 总结
ArrayUtils通过简洁的API设计,为我们提供了强大的数组操作能力。它的主要优势包括:
- 代码简洁性:将常见的数组操作封装成简单的方法调用
- 空安全:妥善处理null值场景,提高代码健壮性
- 灵活性:支持从指定位置开始搜索,满足不同业务需求
- 类型安全:使用泛型确保类型一致性
虽然这个工具类功能相对基础,但它体现了良好的设计思想:专注于解决特定问题,保持接口简单,处理边界情况。在实际开发中,我们可以借鉴这种设计思路,创建更多实用的工具类来提升开发效率。
建议使用场景:适合中小型数组的快速操作,对于性能要求极高的场景建议考虑其他优化方案。