JAVA字元數組的多方面闡述

一、字元數組與字元串轉換

字元數組與字元串之間的轉換是Java編程中常見的操作。字元串類提供了toCharArray()方法，將字元串轉換為字元數組。

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

以上代碼輸出結果為：[H, e, l, l, o, , W, o, r, l, d]

而將字元數組轉換為字元串，則使用String類的構造函數或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);

以上代碼輸出結果均為：hello

二、字元數組的操作

1、字元數組的拼接

字元數組的拼接可以使用Arrays類的copyOf()方法或System類的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));

以上代碼輸出結果為：hello world

2、字元數組的截取

要截取字元數組的一部分可以使用Arrays類的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));

以上代碼輸出結果為：world

3、字元數組的比較

字元數組的比較可以使用Arrays類的equals()方法或Arrays類的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));

以上代碼輸出結果分別為：true和-15（說明charArray1在字典序比charArray3小）

三、字元數組排序

可以使用Arrays工具類的sort()方法對字元數組排序。

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

以上代碼輸出結果為：dehllloorw

四、字元數組的應用

1、密碼加密

密碼字元串容易被第三方破解，可以使用字元數組進行加密。

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));

以上代碼輸出結果為：ifmmp

2、圖像轉字元畫

將圖像轉換為字元畫可以使用字元數組進行存儲。

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));

以上代碼實現了將test.jpg轉化為字元畫的效果，輸出的結果是一個字元數組。

3、字元串匹配

字元串匹配中，可以使用KMP演算法或Boyer-Moore演算法，對於字元串的前綴、後綴等操作需要藉助字元數組來實現。

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;  
    }  
}  

以上代碼是KMP演算法的實現，其中對於字元串轉字元數組的操作是非常關鍵的。