JAVA字符数组的多方面阐述

一、字符数组与字符串转换

字符数组与字符串之间的转换是Java编程中常见的操作。字符串类提供了toCharArray()方法，将字符串转换为字符数组。

String str = "Hello World";
char[] charArray = str.toCharArray();
System.out.println(Arrays.toString(charArray));

以上代码输出结果为：[H, e, l, l, o, , W, o, r, l, d]

而将字符数组转换为字符串，则使用String类的构造函数或valueOf()方法。

char[] charArray = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str1 = new String(charArray);
String str2 = String.valueOf(charArray);
System.out.println(str1);
System.out.println(str2);

以上代码输出结果均为：hello

二、字符数组的操作

1、字符数组的拼接

字符数组的拼接可以使用Arrays类的copyOf()方法或System类的arraycopy()方法。

char[] charArray1 = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
char[] charArray2 = {' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd'};
char[] charArray3 = Arrays.copyOf(charArray1, charArray1.length + charArray2.length);
System.arraycopy(charArray2, 0, charArray3, charArray1.length, charArray2.length);
System.out.println(new String(charArray3));

以上代码输出结果为：hello world

2、字符数组的截取

要截取字符数组的一部分可以使用Arrays类的copyOfRange()方法。

char[] charArray = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd'};
char[] subCharArray = Arrays.copyOfRange(charArray, 6, 11);
System.out.println(new String(subCharArray));

以上代码输出结果为：world

3、字符数组的比较

字符数组的比较可以使用Arrays类的equals()方法或Arrays类的compare()方法。

char[] charArray1 = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
char[] charArray2 = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
char[] charArray3 = {'w', 'o', 'r', 'l', 'd'};
System.out.println(Arrays.equals(charArray1, charArray2));
System.out.println(Arrays.compare(charArray1, charArray3));

以上代码输出结果分别为：true和-15（说明charArray1在字典序比charArray3小）

三、字符数组排序

可以使用Arrays工具类的sort()方法对字符数组排序。

char[] charArray = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd'};
Arrays.sort(charArray);
System.out.println(new String(charArray));

以上代码输出结果为：dehllloorw

四、字符数组的应用

1、密码加密

密码字符串容易被第三方破解，可以使用字符数组进行加密。

char[] passwordArray = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
for(int i = 0; i < passwordArray.length; i++){
    passwordArray[i] = (char)(passwordArray[i] + 1);
}
System.out.println(new String(passwordArray));

以上代码输出结果为：ifmmp

2、图像转字符画

将图像转换为字符画可以使用字符数组进行存储。

BufferedImage image = ImageIO.read(new File("test.jpg"));
int width = image.getWidth();
int height = image.getHeight();
char[][] charArray = new char[height][width];
for(int i = 0; i < height; i++){
    for(int j = 0; j < width; j++){
        int pixel = image.getRGB(j, i);
        charArray[i][j] = getCharFromPixel(pixel);
    }
}
System.out.println(Arrays.deepToString(charArray));

以上代码实现了将test.jpg转化为字符画的效果，输出的结果是一个字符数组。

3、字符串匹配

字符串匹配中，可以使用KMP算法或Boyer-Moore算法，对于字符串的前缀、后缀等操作需要借助字符数组来实现。

public static int kmp(String str, String pattern) {  
    char[] s = str.toCharArray();  
    char[] p = pattern.toCharArray();  
    int[] next = getNext(p);  
    int i = 0, j = 0;  
    while (i < s.length && j < p.length) {  
        if (j == -1 || s[i] == p[j]) {  
            i++;  
            j++;  
        } else {  
            j = next[j];  
        }  
    }  
    if (j == p.length) {  
        return i - j;  
    } else {  
        return -1;  
    }  
}  

以上代码是KMP算法的实现，其中对于字符串转字符数组的操作是非常关键的。