[疯狂Java]数组：Arrays（数组工具类）

1. Arrays工具类简介：

    1) 是Java提供的专门用来操作数组的工具类，里面有一大堆静态方法（算法）来操作数组，低位就相当于C++ STL的<algorithm>库，只不过Arrays里面全部都是操作数组的算法，于此类似的是Collections工具类，里面全部都是操作集合的算法；

    2) 里面大致分为两类方法，一类是单线方法（用于单线程处理数组），另一类是多线算法（大多以parallel作为前缀，可以充分利用现代CPU多核并行的特点多线程处理数组，特别是对于那些规模非常庞大的数组）；

！！接下来介绍的全部都是Arrays工具类的static静态工具方法；

！！所有的from - to的区间都是左闭右开的！！即[from, to)；

！！单线方法：

2. 查找：

    1) int binarySearch(type[] a, typekey);  // 在数组a中二分查找元素key，返回第一个找到的key的索引

    2) int binarySearch(type[] a, int fromIndex, int toIndex, typekey); // 锁定索引范围[from, to)内二分查找

！！二分查找的前提是数组已经升序排列好了，如果key没找到则返回-1；

3. 排序：

    1) void sort(type[] a);  // 对a升序排列

    2) void sort(type[] a, int fromIndex, int toIndex);  // 对区间[from, to)升序排列

！！Arrays的sort并没有提供指定降序排列的参数，如果非要降序那就倒序迭代构造一个新的数组了！

4. 相等比较：boolean equals(type[] a, type[] a2);  // 只有两个数组长度相等，并且每个元素也对应相等时才会返回true

！！对于排序、查找、相等比较，如果数组元素的类型是自定义类型则必须要实现compareTo方法可以让这些算法对数组元素进行比较才行！和C++的<、==重载的道理是一样的；

4. 拷贝：

    1) type[] copyOf(type[] original, int length); // 赋值original数组的前length个元素形成一个新数组返回，如果length大于original的长度，那么多出来的部分系统自动赋予默认值（0/null）；

    2) type[] copyOfRange(type[] original, int from, int to);  // 拷贝[from, to)区间，如果to超出original的长度，那么超出部分赋予0/null；

！！除此之外，如果填拷贝的量特别巨大，则应该考虑使用操作系统的memcpy系统调用了，毕竟系统调用的内存填充（复制）的效率是最最高的，Java的将该系统调用包装在System里（System本身就表示OS平台，OS的很多系统调用都在该类中有包装器），其静态方法arraycopy就是memscpy的包装：

static native void System.arraycopy(Object src,  int  srcPos,                                        Object dest, int destPos,                                        int length);

！意思非常明确，就是将src从srcPos开始的length长度拷贝到dest从destPos开始的位置处，其参数跟memcpy是一致的；

5. 填充：

    1) void fill(type[] a, type val);  // 整个数组填充val

    2) void fill(type[] a, int fromIndex, int toIndex, type val); // 区间填充

6. 连缀成字符串：String toString(type[] a);  // 分别调用各个元素的toString，将各个结果连缀成一个完整的String返回，中间用", "（逗号+空格分隔）；

！！如果数组元素是自定义类型就必须自己实现toString方法才行；

！！多线方法：都以parallel作为前缀，表示并行计算

7. 排序：

    1) void parallelSort(type[] a);

    2) void parallelSort(type[] a, int fromIndex, int toIndex);

8. 二元迭代：

    1) void parallelPrefix(type[] a, int from, int to, typeBinaryOperator op);

        i. 表示将数组a的[from, to)进行typeBinaryOperator的二元迭代；

        ii. 其中BinaryOperator就是二元操作符的意思；

        iii. 该方法的意思其实就是以下代码：

static void parallelPrefix(type[] a, int from, int to, TypeBinaryOperator op) {for (int i = from; i < to; i++) {type left = (i == 0)? 1: a[i - 1]; // 对于第一个元素left = 1type right = a[i];a[i] = left op right;}}

！即从头到尾逐个按照left op right的方式更新，那更新后的值继续迭代下一个元素

        iv. 其中typeBinaryOperator表示二元运算法，type目前基本支持Java的基础类型（int、double等），该运算法其实是一个函数式接口，里面只有一个方法：

public interface TypeBinaryOperator {    type applyAsInt(type left, type right);}

！！例如上面的如果想使用连乘迭代那就可以直接用Lambda表达式：Arrays.parallelPrefix(arr, 1, 5, (left, right) -> left * right);就行了；

    2) 不指定区间的版本：void parallelPrefix(type[] a, typeBinaryOperator op); // 默认区间就是全部[0, length] == [0, length + 1)；

！！如果是数组[1, 2, 3, 4, 5]进行全区间的连乘迭代，得到的结果就是[1, 2, 6, 24, 120]；

9. 填充：

    1) void parallelSetAll(type[] a, TypeUnaryOperator op);

    2) 该方法就是用填充算法为数组a的每个元素赋值；

    3) UnaryOperator是一元运算符的意思，之所以是一元是因为该方法默认用元素的索引来生成该元素的值，该接口也是一个函数式接口：

public interface TypeUnaryOperator {    type applyAsInt(type operand); // 利用索引生成一个值，如何生成自己定义}

    4) 该方法的意思就是：

static void parallelSetAll(Type[] a, TypeUnaryOperator op) {for (int i = 0; i < a.length; i++) {a[i] = op(i);}}

    5) 例如：Arrays.parallelSetAll(a, index -> index * 5); // 一个长度为5的int数组其填充结果就是[0, 5, 10, 15, 20]