如何优雅地打印Java数组？

朱雀 2021-05-12 11:49 679阅读 0赞

在逛 Stack Overflow 的时候，发现了一些访问量像‎安第斯山一样高的问题，比如说这个：打印 Java 数组最优雅的方式是什么？访问量足足有 220W+，想不到啊，这么简单的问题竟然有这么多程序员被困扰过。

来回顾一下提问者的问题吧：

> 在 Java 中，数组虽然是一个对象，但并未明确的定义这样一个类，因此也就没有覆盖 `toString()` 方法的机会。如果尝试直接打印数组的话，输出的结果并不是我们预期的结果。那有没有一些简单可行的方式呢？

如果大家也被这个问题困扰过，或者正在被困扰，就请随我来，咱们肩并肩手拉手一起梳理一下这个问题，并找出最佳答案。Duang、Duang、Duang，打怪进阶喽！

### 01、为什么不能直接打印 ###

很好奇，是不是，为什么不能直接使用 `System.out.println()` 等系列方法来打印数组？来看这样一个例子。

String [] cmowers = {"沉默","王二","一枚有趣的程序员"};
    System.out.println(cmowers);

程序打印的结果是：

[Ljava.lang.String;@3d075dc0

`[Ljava.lang.String;` 表示字符串数组的 Class 名，@ 后面的是十六进制的 hashCode——这样的打印结果太“人性化”了，一般人表示看不懂！为什么会这样显示呢？查看一下 `java.lang.Object` 类的 `toString()` 方法就明白了。

public String toString() { 
        return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
    }

PS：数组虽然没有显式定义成一个类，但它的确是一个对象，继承了祖先类 Object 的所有方法。

那为什么数组不单独定义一个类来表示呢？就像字符串 String 类那样呢？

一个合理的解释是 Java 将其隐藏了。假如真的存在一个 Array.java，我们也可以假想它真实的样子，它必须要定义一个容器来存放数组的元素，就像 String 类那样。

public final class String
        implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { 
        /** The value is used for character storage. */
        private final char value[];
    }

但这样做真的有必要吗？为数组单独定义一个类，是不是有点画蛇添足的意味。

### 02、使用 Stream ###

如果使用的是 JDK8 以上的版本，我们可以使用 Stream 这种时髦、fashion 的方式来遍历数组，顺带将其打印出来。

第一种：

Arrays.asList(cmowers).stream().forEach(s -> System.out.println(s));

第二种：

Stream.of(cmowers).forEach(System.out::println);

第三种：

Arrays.stream(cmowers).forEach(System.out::println);

打印的结果如下所示。

沉默
    王二
    一枚有趣的程序员

没错，这三种方式都可以轻松胜任本职工作，并且显得有点高大上，毕竟用到了 Stream，以及 lambda 表达式。但在我心目中，它们并不是最优雅的方式。

### 03、使用 for 循环 ###

当然了，如果不喜欢 Stream 的方式，也可以使用 for 循环对数组进行变量顺便打印的方式，甚至 for-each 也行。

for(int i = 0; i < cmowers.length; i++){ 
        System.out.println(cmowers[i]);
    }
    
    for (String s : cmowers) { 
        System.out.println(s);
    }

但如果你是一名有追求的程序员的话，不免觉得这样的方式有点 low。那到底最优雅的方式是什么呢？

### 04、使用 Arrays.toString() ###

`Arrays.toString()` 可以将任意类型的数组转成字符串，包括基本类型数组和引用类型数组，截个图大家感受一下。

![format_png][]

Arrays 类就不用我多做介绍了吧？虽然我的意思大家懂，但我还是忍不住要废话两句：该类包含了各种操作数组的便捷方法，与其命名为 Arrays，不如命名为 ArrayUtil。

使用 `Arrays.toString()` 方法来打印数组再优雅不过了，就像，就像，就像蒙娜丽莎的微笑。

![format_png 1][]

被逗笑了吧？来，怀揣着愉快的心情看一下代码示例。

String [] cmowers = { "沉默","王二","一枚有趣的程序员"};
    System.out.println(Arrays.toString(cmowers));

程序打印结果：

[沉默, 王二, 一枚有趣的程序员]

哇，打印格式不要太完美，不多不少！完全是我们预期的结果：`[]` 表明是一个数组，`,` 点和空格用来分割元素。

顺便再来看一下 `toString()` 方法的源码。

public static String toString(Object[] a) { 
        if (a == null)
            return "null";
    
        int iMax = a.length - 1;
        if (iMax == -1)
            return "[]";
    
        StringBuilder b = new StringBuilder();
        b.append('[');
        for (int i = 0; ; i++) { 
            b.append(String.valueOf(a[i]));
            if (i == iMax)
                return b.append(']').toString();
            b.append(", ");
        }
    }

1）如果数组为 null，那就返回“null”字符串，考虑很周全，省去了 `NullPointerException` 的麻烦。

2）如果数组长度为 0，那就返回“\[\]”字符串。注意，此处没有使用 `a.length == 0` 进行判空，而是用了 `a.length - 1 == -1`，又为之后的 for 循环中的 `i == iMax` 埋下了伏笔，资源一点也没有浪费。

3）for 循环中字符串的拼接更是巧妙，for 循环的条件中没有判断 `i < a.length`，而在循环体内使用了 `i == iMax`，这样有什么好处呢？

通常来说，一般的程序员拼接字符串的时候是这样做的。

StringBuilder b = new StringBuilder();
    b.append('[');
    for (int i = 0; i < cmowers.length; i++) { 
        b.append(cmowers[i]);
        b.append(", ");
    }
    b.delete(b.length()-2, b.length());
    b.append(']');

没错吧，非常的循规蹈矩，但比起 `toString()` 方法源码中的写法，就要相形见绌了。情不自禁地感慨一下啊：**要想成为一名卓越的程序员，而不只是一名普通的程序员，最快的捷径就是学习 Java 的源码**。

### 05、使用 `Arrays.deepToString()` ###

如果需要打印多维码数组的话，`Arrays.toString()` 就无能为力了。

String[][] deepArray = new String[][] { { "沉默", "王二"}, { "一枚有趣的程序员"}};
    System.out.println(Arrays.toString(deepArray));

打印结果如下所示。

[[Ljava.lang.String;@7ba4f24f, [Ljava.lang.String;@3b9a45b3]

不不不，这不是我们期望的结果，怎么办呢？使用 `Arrays.deepToString()`，专为多维数组而生。

String[][] deepArray = new String[][] { { "沉默", "王二"}, { "一枚有趣的程序员"}};
    System.out.println(Arrays.deepToString(deepArray));

打印结果如下所示。

[[沉默, 王二], [一枚有趣的程序员]]

优秀吧！至于 `deepToString()` 的源码，本文就不再分析了，大家感兴趣的话自己看一看。（如果你想卓越的话，必须要看啊）

[format_png]: /images/20210511/0951985ed228461baa934b2191485810.png
[format_png 1]: /images/20210511/be50234b1a2745738125537ce64d0ccb.png