Java 数组追加操作全解析

简介

在 Java 编程中，数组是一种常用的数据结构。然而，Java 中的数组长度是固定的，这意味着一旦数组被创建，其长度就不能改变。但在实际开发中，我们经常需要向数组中追加元素。本文将详细介绍 Java 数组追加的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者深入理解并高效使用 Java 数组追加操作。

基础概念

在 Java 中，数组是一种用于存储相同类型元素的固定大小的容器。由于数组的长度在创建时就已经确定，所以不能直接向数组中追加元素。要实现数组追加的效果，通常需要创建一个新的数组，其长度比原数组大，然后将原数组的元素复制到新数组中，最后再将需要追加的元素添加到新数组的末尾。

使用方法

手动创建新数组

手动创建新数组是最基本的实现数组追加的方法。具体步骤如下： 1. 创建一个新数组，其长度比原数组大。 2. 将原数组的元素复制到新数组中。 3. 将需要追加的元素添加到新数组的末尾。

public class ManualArrayAppend {
    public static void main(String[] args) {
        int[] originalArray = {1, 2, 3};
        int elementToAppend = 4;

        // 创建一个新数组，长度比原数组大 1
        int[] newArray = new int[originalArray.length + 1];

        // 将原数组的元素复制到新数组中
        for (int i = 0; i < originalArray.length; i++) {
            newArray[i] = originalArray[i];
        }

        // 将需要追加的元素添加到新数组的末尾
        newArray[newArray.length - 1] = elementToAppend;

        // 输出新数组
        for (int num : newArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

使用 `System.arraycopy()` 方法

System.arraycopy() 方法可以将一个数组的元素复制到另一个数组中。使用该方法可以简化数组复制的过程。

public class SystemArraycopyAppend {
    public static void main(String[] args) {
        int[] originalArray = {1, 2, 3};
        int elementToAppend = 4;

        // 创建一个新数组，长度比原数组大 1
        int[] newArray = new int[originalArray.length + 1];

        // 使用 System.arraycopy() 方法将原数组的元素复制到新数组中
        System.arraycopy(originalArray, 0, newArray, 0, originalArray.length);

        // 将需要追加的元素添加到新数组的末尾
        newArray[newArray.length - 1] = elementToAppend;

        // 输出新数组
        for (int num : newArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

使用 `Arrays.copyOf()` 方法

Arrays.copyOf() 方法可以创建一个新数组，并将原数组的元素复制到新数组中。该方法可以自动调整新数组的长度。

import java.util.Arrays;

public class ArraysCopyOfAppend {
    public static void main(String[] args) {
        int[] originalArray = {1, 2, 3};
        int elementToAppend = 4;

        // 使用 Arrays.copyOf() 方法创建一个新数组，并将原数组的元素复制到新数组中
        int[] newArray = Arrays.copyOf(originalArray, originalArray.length + 1);

        // 将需要追加的元素添加到新数组的末尾
        newArray[newArray.length - 1] = elementToAppend;

        // 输出新数组
        for (int num : newArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

常见实践

追加单个元素

上述示例代码已经展示了如何向数组中追加单个元素。下面是一个更通用的方法：

import java.util.Arrays;

public class AppendSingleElement {
    public static int[] appendElement(int[] array, int element) {
        int[] newArray = Arrays.copyOf(array, array.length + 1);
        newArray[newArray.length - 1] = element;
        return newArray;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] originalArray = {1, 2, 3};
        int elementToAppend = 4;

        int[] newArray = appendElement(originalArray, elementToAppend);

        // 输出新数组
        for (int num : newArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

追加多个元素

要向数组中追加多个元素，可以先创建一个包含所有需要追加元素的数组，然后将原数组和追加元素的数组合并。

import java.util.Arrays;

public class AppendMultipleElements {
    public static int[] appendElements(int[] array, int[] elements) {
        int[] newArray = new int[array.length + elements.length];

        // 将原数组的元素复制到新数组中
        System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, array.length);

        // 将需要追加的元素复制到新数组中
        System.arraycopy(elements, 0, newArray, array.length, elements.length);

        return newArray;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] originalArray = {1, 2, 3};
        int[] elementsToAppend = {4, 5, 6};

        int[] newArray = appendElements(originalArray, elementsToAppend);

        // 输出新数组
        for (int num : newArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

最佳实践

虽然上述方法可以实现数组追加的功能，但在实际开发中，更推荐使用 ArrayList 替代数组。ArrayList 是 Java 集合框架中的动态数组，它可以自动调整大小，并且提供了丰富的方法来操作元素。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListAppend {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 ArrayList
        List<Integer> list = new ArrayList<>();

        // 添加元素
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);

        // 追加单个元素
        list.add(4);

        // 追加多个元素
        list.addAll(List.of(5, 6, 7));

        // 输出 ArrayList
        for (int num : list) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

小结

本文介绍了 Java 数组追加的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。虽然 Java 数组的长度是固定的，但通过创建新数组并复制元素的方法可以实现数组追加的效果。不过，在实际开发中，更推荐使用 ArrayList 替代数组，因为它可以自动调整大小，并且提供了更方便的操作方法。

参考资料

《Effective Java》，Joshua Bloch 著