java 数组扩容的方法

墨蓝 2021-09-15 08:34 361阅读 0赞

# java 拓展数组长度的方法 #

## 前言 ##

数组是我们编程常用到的一种最简单的数据结构，操作简单，功能强大。  
但是也是一个缺点，就是一旦创建了数组，就不能改变它的大小。如果申请一个超大的内存空间，又容易造成空间浪费，  
那有什么办法可以克服这个缺点呢？

## 思路一：数组拷贝 ##

在java里，允许将一个数组变量拷贝给另一个数值变量。此时，两个变量将引用同一个数组 。  
如：

intint[]a=new int[4];
    int[]b=a;
    a[1]=4;//现在b[1]也等于4

这时候我们就希望一个数组的所有值拷贝到一个新的数组，但不是简单的引用，这时候就要使用Arrays类的copyOf方法

int[] copy = Arrays.copyOf(array,2*array.length);//第一个参数是待拷贝的int型的数组对象，第二个是新数组的长度

现在我们就实现了将array数组里的所有值拷贝到了一个长度为原数组两倍的新数组copy里，达到了拓展数组的目的。  
需要说明的是：  
如果数组元素是数值型，那么多余的元素将被赋值为0；如果为布尔值，则被赋值为false。  
相反，如果新数组的长度小于原数组的长度，则只拷贝最前面的数据元素。

## 思路二：使用动态的ArrayList类 ##

在java里，有一个ArrayList的泛型类，也被叫做数组列表，它使用起来有点像数组，但是在添加或删除元素时，具有自动调节数组容量的功能，而不需要编写另外的代码。

#### 使用方法 ####

ArrayList<Object> staff =new ArrayList<>();

#### 注意： ####

1、<>里是具体的元素对象类型，可以是自定义的类型（自己编写的类），也可以String类型，但不能是像int double这样的基本类型，必须使用基本类型对应的对象包装器（如Integer，Double）  
ArrayList<int> staff =new ArrayList<int>();//错误  
ArrayList<Integer> staff =new ArrayList<Integer>();//正确  
2，有几种声明方法：

ArrayList<String> staff =new ArrayList<String>();
    	ArrayList<String> staff =new ArrayList<>();//和上面等价。java SE7中，可以省去右边的类型参数，编译器会正确推断出正确的类型参数
    	ArrayList<String> staff =new ArrayList<>(100);//将构造一个初始容量为100的数组列表，但这并不是最终容纳量
    	                                              //数组列表满了后，会自动重新分配空间，之后容量将超过100

### 数组列表的操作方法 ###

天下没有免费的午餐，自动扩容的数组列表操作时虽然不用担心容量问题，但操作元素要比数组复杂一点，不能方便的访问数组元素

boolean add(E obj) //在尾部添加元素，永远返回true
    boolean add(int index,E obj) // 在指定位置插入元素，该位置之后的元素都向后移动一个位置，数组大小加一
    boolean remove(int i) // 删除指定位置的元素，该位置之后的元素都向前移动一个位置，数组大小减一
    boolean set(int index,E obj) // 用新元素覆盖（代替）指定位置的元素
    E get(int i) // 返回指定位置的元素
    int size() // 返回存储在数组列表的当前元素数量
    void trimToSize() // 将数组的存储容量削减到当前尺寸

## 从ArrayList类到数组的转换    ##

从数组列表得到数组会有点困难，当然，可以使用toArray方法

Object\[\] values = staff.toArray();

不过，这样做的结果是得到一个对象数组。尽管你知道数组列表中包含的是什么类型的对象，但是，不能使用强制类型转换换：

String\[\] values = (String\[\]) staff.toArray();// 错误，不能使用强制类型转换

因为toArray方法返回的数组是一个Object\[\]数组，不能改变它的类型。实际上，必须使用toArray方法的一个变体形式，提供一个所需类型而且长度为0的数组，这样一来，返回的数组就会创建为相同的数组类型（具体原理我也不太清楚，推测与泛型有关）：

String[] values = staff.toArray(new String[0]);

这样一来，就可以达到数组动态扩容的目的了。

示例代码：

import java.time.*;
    import java.util.*;
    
    public class ArrayListTest {
        public static void main(String[] args) {
            ArrayList<Employee> staff = new ArrayList<>();// 未定长度的数组
            // 添加元素
            staff.add(new Employee("Carl", 75000, 1987, 12, 15));
            staff.add(new Employee("Harry", 50000, 1989, 10, 1));
            staff.add(new Employee("Bob", 40000, 1990, 3, 15));
            //遍历元素
            for(Employee e : staff) {
                System.out.println(e);
            }
            System.out.println("\n get（）方法访问：\n"+staff.get(1));// 访问staff里元素只能用get（）方法
            Employee[] employees =staff.toArray(new Employee[0]);//转换
            System.out.println("数组下标直接访问：\n"+employees[1]);// 转换成普通数组后可以直接通过下标访问
        }
    }
    class Employee {
        private String name;
        private double salary;
        private LocalDate hireDay;
    
        public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day) {
            this.name = name;
            this.salary = salary;
            hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
    
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public double getSalary() {
            return salary;
        }
    
        public LocalDate getHireDay() {
            return hireDay;
        }
        public String toString() { //重写toString方法，便于对象的格式化打印
            return getClass().getName()+"[name="+name+",salary"+salary+",hirsDay"+hireDay+"]";
        }
    }