Java數組擴容算法及Java對它的應用


Java數組擴容算法及Java對它的應用

 

 

  Java數組擴容的原理

  1)Java數組對象的大小是固定不變的,數組對象是不可擴容的。

  2)利用數組復制方法可以變通的實現數組擴容。

  3)System.arraycopy()可以復制數組。

  4)Arrays.copyOf()可以簡便的創建數組副本。

  5)創建數組副本的同時將數組長度增加就變通的實現了數組的擴容。

 

  源碼展示:

 1 public class Arrays {  2     /**
 3  * @param original: the array to be copied  4  * @param newLength: the length of the copy to be returned  5  * @return a copy of the original array, truncated or padded with zeros  6  * to obtain the specified length  7      */
 8     public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {  9         int[] copy = new int[newLength]; 10         System.arraycopy(original, 0, copy, 0, 11  Math.min(original.length, newLength)); 12         return copy; 13  } 14     /**
15  * @param original the array from which a range is to be copied 16  * @param from the initial index of the range to be copied, inclusive 17  * @param to the final index of the range to be copied, exclusive. 18  * (This index may lie outside the array.) 19  * @return a new array containing the specified range from the original array, 20  * truncated or padded with zeros to obtain the required length 21      */
22     public static int[] copyOfRange(int[] original, int from, int to) { 23         int newLength = to - from; 24         if (newLength < 0) 25             throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to); 26         int[] copy = new int[newLength]; 27         System.arraycopy(original, from, copy, 0, 28                          Math.min(original.length - from, newLength)); 29         return copy; 30  } 31 }

 

  示例說明:

 1 import java.util.Arrays;  2 
 3 /** 數組變長算法!  4  * 數組對象長度不可改變  5  * 但是很多實際應用需要長度可變的數組  6  * 可以采用復制為容量更大的新數組, 替換原數組, 實現變長操作  7  * */
 8 public class ArrayExpand {  9     public static void main(String[] args) { 10         //數組變長(擴容)算法! 
11         int[] ary={1,2,3}; 12         ary=Arrays.copyOf(ary, ary.length+1); 13         ary[ary.length-1]=4; 14         System.out.println(Arrays.toString(ary));//[1, 2, 3, 4] 15         //字符串連接原理
16         char[] chs = { '中', '國' }; 17         chs = Arrays.copyOf(chs, chs.length + 1); 18         chs[chs.length - 1] = '北'; 19         chs = Arrays.copyOf(chs, chs.length + 1); 20         chs[chs.length - 1] = '京'; 21         //字符數組按照字符串打印
22         System.out.println(chs);//中國北京 23         //其他數組按照對象打印
24         System.out.println(ary);//[I@4f1d0d
25  } 26 }

 

  實現案例:

  案例1 : 統計一個字符在字符串中的所有位置.
  字符串: 統計一個字符在字符串中的所有位置
  字符: '字'
  返回: {4,7}

 1 public class CountCharDemo {  2     public static void main(String[] args) {  3         char key = '字';  4         String str = "統計一個字符在字符串中的所有位置";  5         int[] count=count(str,key);  6         System.out.println(Arrays.toString(count));//[4, 7]
 7  }  8     public static int[] count(String str,char key){  9         int[] count={}; 10         for(int i=0;i<str.length();i++){ 11             char c=str.charAt(i); 12             if(c==key){ 13                 //擴展數組
14                 count=Arrays.copyOf(count, count.length+1); 15                 //添加序號i
16                 count[count.length-1]=i; 17  } 18  } 19         return count; 20  } 21 }

 

  char[]、String、StringBuilder

  char[]:字符序列, 只有字符數據, 沒有操作, 如果算法優秀, 性能最好。

  String: char[] + 方法(操作, API功能)
  StringBuilder: char[] + 方法(操作char[] 的內容)

  String:內部包含內容不可變的char[],表現為String對象不可變。String包含操作(API方法),是對char[]操作,但不改變原對象經常返回新的對象,很多String API提供了復雜的性能優化算法,如:靜態字符串池。

  StringBuilder:內部也是一個char[],但是這個數組內容是可變的,並且自動維護擴容算法,因為數據內容可變,所以叫:可變字符串。StringBuilder API方法,是動態維護char[]內容,都可以改變char[]內容。

 1 public abstract class AbstractStringBuilder {  2     /** The value is used for character storage.*/
 3     char value[];  4     /** The count is the number of characters used.*/
 5     int count;  6     /** Returns the length (character count).*/
 7     public int length() {  8         return count;  9  } 10     
11     public AbstractStringBuilder append(String str) { 12         if (str == null) 13             str = "null"; 14         int len = str.length(); 15         if (len == 0) 16             return this; 17         int newCount = count + len; 18         if (newCount > value.length) 19  expandCapacity(newCount); 20         str.getChars(0, len, value, count); 21         count = newCount; 22         return this; 23  } 24     
25     /**
26  * 自動實現Java數組擴容 27      */
28     void expandCapacity(int minimumCapacity) { 29         int newCapacity = (value.length + 1) * 2; 30         if (newCapacity < 0) { 31             newCapacity = Integer.MAX_VALUE; 32         } else if (minimumCapacity > newCapacity) { 33             newCapacity = minimumCapacity; 34  } 35         value = Arrays.copyOf(value, newCapacity); 36  } 37 }

 

  字符串數組與String類的原理

 1 /** 字符串數組與String類的原理 */
 2 public class CharArrayDemo {  3     public static void main(String[] args) {  4         /* Java 可以將char[]作為字符串處理 */
 5         char[] ch1={'中','國','北','京'};  6         char[] ch2={'歡','迎','您'};  7         System.out.println(ch1);//中國北京
 8         System.out.println(ch2);//歡迎您
 9         /* char[]運算需要編程處理,如連接: */
10         char[] ch3=Arrays.copyOf(ch1, ch1.length+ch2.length); 11         System.arraycopy(ch2, 0, ch3, ch1.length, ch2.length); 12         System.out.println(ch3);//中國北京歡迎您
13         /* String API提供了簡潔的連接運算: */
14         String str1="中國北京"; 15         String str2="歡迎您"; 16         String str3=str1.concat(str2); 17         System.out.println(str3);//中國北京歡迎您
18         /* 字符串轉大寫: */
19         char[] ch4={'A','a','c','f'}; 20         char[] ch5=Arrays.copyOf(ch4, ch4.length); 21         for(int i=0;i<ch5.length;i++){ 22             char c=ch5[i]; 23             if(c>='a' && c<='z'){ 24                 ch5[i]=(char)(c+('A'-'a')); 25  } 26  } 27         System.out.println(ch5);//AACF, 原數組ch4不變
28         String str4="Aacf"; 29         String str5=str4.toUpperCase();//原字符串str4保持不變
30         System.out.println(str5);//AACF
31  } 32 }

 

 

 

 


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