java数组的三种扩容方式以及程序实现详解

因为数组是在内存中连续的一段存储空间，所以数组一旦被创建，空间就固定了，长度是不能扩增的。

数组的长度是固定的，如果需要扩充**，必须创建新数组，原数组的长度要复制到新数组中 。**

java中，数组类型的变量传值的时候，事实上传递的是数组的地址 。

Java数组扩容的原理

1）Java数组对象的大小是固定不变的，数组对象是不可扩容的。

2）利用数组复制方法可以变通的实现数组扩容。

3）System.arraycopy()可以复制数组。

4）Arrays.copyOf()可以简便的创建数组副本。

5）创建数组副本的同时将数组长度增加就变通的实现了数组的扩容。

数组扩容的三种方式：

新建一个数组，把原来数组的内容搬到 新数组中。

用系统定义函数system.arraycopy实现扩容；

用系统定义函数copyof函数实现扩容；

下面用程序来实现这三种扩容

class expand2{
 //利用函数的方法进行数组的扩充
 public static void main(String[] args) {
 //定义一个小型的数组
 int[] a={1,2,3,5};
 //调用扩容函数
 //a=expand2(a);
 //a=expand3(a);
 a=expand4(a);
 //测试是否扩容完成，输出此时数组a中的值
 for (int i=0;i<a.length;i++) {
 System.out.println("aaaa:"+a[i]);
 }
 }

 //扩容函数，
 public static int[] expand2(int a[]){
 //定义一个新数组b，并为其赋值长度为数组a的二倍
 int b[] = new int[a.length*2];
 //将数组a的元素循环遍历到数组b中
 for (int i=0;i<a.length;i++) {
 b[i] = a[i];
 }
 //返回扩容后的数组b
 return b;
 }

 //数组扩容方法3，利用系统函数arraycopy进行扩容
 public static int[] expand3(int a[]){
 int[] b = new int[a.length*2];
 //系统函数进行扩容，将a[]的值赋值到b[]中，共a.length个长度。
 //相当于第19-21行
 System.arraycopy(a,0,b,0,a.length);
 return b;
 }

 //数组扩容方法4，利用系统函数copy进行扩容
 public static int[] expand4(int a[]){
 //可以查看api文档，java.util.Arrays.copyOf的详细使用；
 return java.util.Arrays.copyOf(a,a.length*2);
 }
}

实现案例：

案例1 : 统计一个字符在字符串中的所有位置.

字符串: 统计一个字符在字符串中的所有位置

字符: '字'

返回: {4,7}

public class CountCharDemo {
 public static void main(String[] args) {
  char key = '字';
  String str = "统计一个字符在字符串中的所有位置";
  int[] count=count(str,key);
  System.out.println(Arrays.toString(count));//[4, 7]
 }
 public static int[] count(String str,char key){
  int[] count={};
  for(int i=0;i<str.length();i++){
   char c=str.charAt(i);
   if(c==key){
    //扩展数组
    count=Arrays.copyOf(count, count.length+1);
    //添加序号i
    count[count.length-1]=i;
   }
  }
  return count;
 }
}

char[]、String、StringBuilder

char[]:字符序列, 只有字符数据, 没有操作, 如果算法优秀, 性能最好。

String: char[] + 方法(操作, API功能)

StringBuilder: char[] + 方法(操作char[] 的内容)

String：内部包含内容不可变的char[]，表现为String对象不可变。String包含操作(API方法)，是对char[]操作，但不改变原对象经常返回新的对象，很多String API提供了复杂的性能优化算法，如：静态字符串池。

StringBuilder：内部也是一个char[]，但是这个数组内容是可变的，并且自动维护扩容算法，因为数据内容可变，所以叫：可变字符串。StringBuilder API方法，是动态维护char[]内容，都可以改变char[]内容。

public abstract class AbstractStringBuilder {
 /** The value is used for character storage.*/
 char value[];
 /** The count is the number of characters used.*/
 int count;
 /** Returns the length (character count).*/
 public int length() {
  return count;
 }

 public AbstractStringBuilder append(String str) {
  if (str == null)
   str = "null";
  int len = str.length();
  if (len == 0)
   return this;
  int newCount = count + len;
  if (newCount > value.length)
   expandCapacity(newCount);
  str.getChars(0, len, value, count);
  count = newCount;
  return this;
 }

 /**
  * 自动实现Java数组扩容
  */
 void expandCapacity(int minimumCapacity) {
  int newCapacity = (value.length + 1) * 2;
  if (newCapacity < 0) {
   newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
  } else if (minimumCapacity > newCapacity) {
   newCapacity = minimumCapacity;
  }
  value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
 }
}

字符串数组与String类的原理

/** 字符串数组与String类的原理 */
public class CharArrayDemo {
 public static void main(String[] args) {
  /* Java 可以将char[]作为字符串处理 */
  char[] ch1={'中','国','北','京'};
  char[] ch2={'欢','迎','您'};
  System.out.println(ch1);//中国北京
  System.out.println(ch2);//欢迎您
  /* char[]运算需要编程处理,如连接: */
  char[] ch3=Arrays.copyOf(ch1, ch1.length+ch2.length);
  System.arraycopy(ch2, 0, ch3, ch1.length, ch2.length);
  System.out.println(ch3);//中国北京欢迎您
  /* String API提供了简洁的连接运算: */
  String str1="中国北京";
  String str2="欢迎您";
  String str3=str1.concat(str2);
  System.out.println(str3);//中国北京欢迎您
  /* 字符串转大写: */
  char[] ch4={'A','a','c','f'};
  char[] ch5=Arrays.copyOf(ch4, ch4.length);
  for(int i=0;i<ch5.length;i++){
   char c=ch5[i];
   if(c>='a' && c<='z'){
    ch5[i]=(char)(c+('A'-'a'));
   }
  }
  System.out.println(ch5);//AACF, 原数组ch4不变
  String str4="Aacf";
  String str5=str4.toUpperCase();//原字符串str4保持不变
  System.out.println(str5);//AACF
 }
}

到此这篇关于java数组的三种扩容方式以及程序实现详解的文章就介绍到这了,更多相关java数组扩容内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！