Java中檢查數組中的所有元素是否相等

1. 概述

在 Java 中使用陣列時，有時我們需要驗證數組中的所有元素是否相等。

在本教程中，我們將探討如何在 Java 中檢查數組中的所有元素是否相等。

2.問題介紹

檢查數組中的所有元素是否相等聽起來很簡單。然而，我們需要考慮一些邊緣情況，例如當數組為null或空時、當它只包含一個元素時、當它包含null值時等等。

此外，在Java中，我們有物件數組和原始數組。

在本教程中，我們將介紹這些場景。

讓我們先看看如何檢查物件數組的所有元素是否相等。

3. 物件數組

首先，讓我們列出一些元素相等或不相等的範例陣列：

// all-equal = true arrays:

 final static String[] ARRAY_ALL_EQ = { "java", "java", "java", "java" };

 final static String[] ARRAY_ALL_NULL = { null, null, null, null };

 final static String[] ARRAY_SINGLE_EL = { "java" };



 // all-equal = false arrays:

 final static String[] ARRAY_NOT_EQ = { "java", "kotlin", "java", "java" };

 final static String[] ARRAY_EMPTY = {};

 final static String[] ARRAY_NULL = null;

如範例所示，如果陣列僅包含一個元素，我們認為所有元素都相等。但是，如果陣列為null或空，則它不包含任何元素。當然，它的元素並不相等。

接下來，讓我們將這些陣列作為輸入來建立不同的方法來執行檢查。

3.1.基於循環的通用方法

一個簡單的想法是在循環中檢查給定數組中的每個元素。為了使解決方案接受所有物件數組，我們可以使用通用方法：

<T> boolean isAllEqual(T[] array) {

 if (array == null || array.length == 0) {

 return false;

 }

 for (int i = 1; i < array.length; i++) {

 if (!Objects.equals(array[0], array[i])) {

 return false;

 }

 }

 return true;

 }

在isAllEqual()方法中，我們先檢查陣列是否為空或null並傳回預期結果 ( false ) 。然後，該方法透過將每個元素與第一個元素 ( array[0] ) 進行比較來檢查數組中的所有元素是否相等。如果任何元素不同，則方法傳回false ；否則，傳回true 。

值得一提的是，當我們比較元素值時，我們使用Objects.equals()而不是equals().這是因為**Objects.equals()靜態方法可以安全地處理null值並且不會引發NullPointerException** 。

接下來，讓我們用數組輸入來測試該方法：

assertTrue(isAllEqual(ARRAY_ALL_EQ));

 assertTrue(isAllEqual(ARRAY_ALL_NULL));

 assertTrue(isAllEqual(ARRAY_SINGLE_EL));



 assertFalse(isAllEqual(ARRAY_NOT_EQ));

 assertFalse(isAllEqual(ARRAY_EMPTY));

 assertFalse(isAllEqual(ARRAY_NULL));

如果我們運行一下，測試就會通過。所以，我們的isAllEqual()解決了這個問題。

3.2.使用Stream的distinct()或allMatch()

Java 1.8 引進了一個重要的功能：Stream API。我們可以使用Arrays.stream(array)將陣列轉換為Stream ，然後使用Stream的便利方法來操作元素。

接下來，我們將使用Stream的distinct()和allMatch()方法解決這個問題。

distinct()可以從Stream中刪除重複元素。因此，如果所有元素都相等，則在distinct()之後我們將只有一個元素：

<T> boolean isAllEqualByDistinct(T[] array) {

 // ... null and empty array handling

 return Arrays.stream(array)

 .distinct()

 .count() == 1;

 }

如示例所示，實現非常緊湊。以下測試顯示了distinct()方法可以完成這項工作：

assertTrue(isAllEqualByDistinct(ARRAY_ALL_EQ));

 assertTrue(isAllEqualByDistinct(ARRAY_ALL_NULL));

 assertTrue(isAllEqualByDistinct(ARRAY_SINGLE_EL));



 assertFalse(isAllEqualByDistinct(ARRAY_NOT_EQ));

 assertFalse(isAllEqualByDistinct(ARRAY_EMPTY));

 assertFalse(isAllEqualByDistinct(ARRAY_NULL));

或者，我們也可以使用allMatch()來解決這個問題。 allMatch()方法檢查Stream中的所有元素是否與predicate函數相符：

<T> boolean isAllEqualByAllMatch(T[] array) {

 // ... null and empty array handling

 return Arrays.stream(array)

 .allMatch(element -> Objects.equals(array[0], element));

 }

這種方法通過了相同的測試：

assertTrue(isAllEqualByAllMatch(ARRAY_ALL_EQ));

 assertTrue(isAllEqualByAllMatch(ARRAY_ALL_NULL));

 assertTrue(isAllEqualByAllMatch(ARRAY_SINGLE_EL));



 assertFalse(isAllEqualByAllMatch(ARRAY_NOT_EQ));

 assertFalse(isAllEqualByAllMatch(ARRAY_EMPTY));

 assertFalse(isAllEqualByAllMatch(ARRAY_NULL));

接下來，讓我們看看如何對原始數組執行相同的檢查。

4. 原始數組

我們已經看到了物件數組的不同解決方案。在本節中，我們以int[]為例來了解如何檢查原始陣列中的所有元素是否相等。

接下來，我們先建立一些輸入範例：

final static int[] INT_ARRAY_ALL_EQ = { 7, 7, 7, 7 };

 final static int[] INT_ARRAY_SINGLE_EL = { 42 };



 final static int[] INT_ARRAY_NOT_EQ = { 7, 7, 7, 42 };

我們省略了null和空數組輸入，因為與物件數組解決方案中的檢查沒有區別。此外，由於原始元素不會為null ，因此我們沒有「 ALL_NULL 」情況。

接下來，讓我們來看看如何對這些int[]陣列進行檢查。

4.1.使用循環

我們可以使用非常相似的基於循環的實作來檢查int[] ：

boolean isAllEqual(int[] array) {

 // ... null and empty array handling

 for (int i = 1; i < array.length; i++) {

 if (array[0] != array[i]) {

 return false;

 }

 }

 return true;

 }

上面的程式碼看起來與通用isAllEqual()實作非常相似。但是，需要注意的是，我們應該使用「==」來檢查兩個基本變數的相等性。

值得一提的是，如果我們仍然使用Objects.equals()方法，該方法也有效，例如：

if (!Objects.equals(array[0], array[i])) {

 return false;

 }

讓我們仔細看看Objects.equals()方法：

public static boolean equals(Object a, Object b) {

 return (a == b) || (a != null && a.equals(b));

 }

如程式碼所示， Objects.equals()接受兩個Object實例。因此，當我們將int值傳遞給它時， int會**自動裝箱到其包裝類別****Integer** .因此，我們在解決方案中直接使用“ != ”檢查來避免不必要的自動裝箱。

我們的解決方案通過了測試：

assertTrue(isAllEqual(INT_ARRAY_ALL_EQ));

 assertTrue(isAllEqual(INT_ARRAY_SINGLE_EL));



 assertFalse(isAllEqual(INT_ARRAY_NOT_EQ));

要讓isAllEqual () 使用不同的基本類型，我們可以將參數類型**int[]**替換為所需的基本陣列**類型。**

4.2.使用Stream. distinct()或Stream.allMatch()

Java 提供了原始Stream類型，例如IntStream, LongStream等，它們允許我們使用原始值和Stream API，而無需在包裝器類型之間進行自動裝箱。

然而，由於沒有「 ShortStream 」類，我們可以使用Arrays.stream(shortArray)來取得Short實例的Stream 。

接下來，讓我們使用IntStream的distinct()和allMatch()來執行所需的檢查：

//distinct()

 boolean isAllEqualByDistinct(int[] array) {

 // ... null and empty array handling

 return IntStream.of(array)

 .distinct()

 .count() == 1;

 }



 //test:

 assertTrue(isAllEqualByDistinct(INT_ARRAY_ALL_EQ));

 assertTrue(isAllEqualByDistinct(INT_ARRAY_SINGLE_EL));



 assertFalse(isAllEqualByDistinct(INT_ARRAY_NOT_EQ));



 //allMatch()

 boolean isAllEqualByAllMatch(int[] array) {

 // ... null and empty array handling

 return IntStream.of(array)

 .allMatch(element -> array[0] == element));

 }



 //test:

 assertTrue(isAllEqualByAllMatch(INT_ARRAY_ALL_EQ));

 assertTrue(isAllEqualByAllMatch(INT_ARRAY_SINGLE_EL));



 assertFalse(isAllEqualByAllMatch(INT_ARRAY_NOT_EQ));

如程式碼所示，將參數類型變更為int[]使這些方法適用於int[]輸入。

5. 結論

在本文中，我們探索了檢查數組中所有元素是否相等的不同解決方案，並討論如何使用這些方法來檢查物件和原始數組。

與往常一樣，範例的完整原始程式碼可在 GitHub 上取得。