跳转至

深入理解 Java 中数组的合并

简介

在 Java 编程中，数组是一种基本的数据结构，用于存储多个相同类型的元素。很多时候，我们需要将多个数组合并成一个新的数组。这篇博客将详细介绍在 Java 中合并数组的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握这一重要的编程技巧。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
    • 使用 System.arraycopy() 方法
    • 使用 Arrays.copyOf() 方法
    • 使用流（Stream API）
  3. 常见实践
    • 合并整数数组
    • 合并字符串数组
  4. 最佳实践
    • 性能考量
    • 代码可读性
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

数组合并，简单来说，就是将两个或多个数组的元素整合到一个新的数组中。在 Java 里，数组一旦创建，其长度就是固定的。所以合并数组实际上是创建一个新的足够大的数组，然后将原始数组的元素逐个复制到新数组中。

使用方法

使用 System.arraycopy() 方法

System.arraycopy() 是一个本地方法，用于将源数组的一部分复制到目标数组中。它的语法如下：

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                    Object dest, int destPos,
                                    int length);
  • src：源数组
  • srcPos：源数组中开始复制的起始位置
  • dest：目标数组
  • destPos：目标数组中开始粘贴的起始位置
  • length：要复制的元素个数

示例代码：

public class ArrayCombiningExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1, 2, 3};
        int[] array2 = {4, 5, 6};

        int[] combinedArray = new int[array1.length + array2.length];

        System.arraycopy(array1, 0, combinedArray, 0, array1.length);
        System.arraycopy(array2, 0, combinedArray, array1.length, array2.length);

        for (int num : combinedArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

使用 Arrays.copyOf() 方法

Arrays.copyOf() 方法用于复制指定的数组，截取或用 0 填充（如有必要），以使副本具有指定的长度。我们可以利用它来合并数组。

示例代码：

import java.util.Arrays;

public class ArrayCombiningWithCopyOf {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1, 2, 3};
        int[] array2 = {4, 5, 6};

        int[] combinedArray = Arrays.copyOf(array1, array1.length + array2.length);
        System.arraycopy(array2, 0, combinedArray, array1.length, array2.length);

        for (int num : combinedArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

使用流（Stream API）

Java 8 引入的 Stream API 提供了一种更简洁、函数式的方式来处理数组合并。

示例代码：

import java.util.Arrays;
import java.util.stream.IntStream;

public class ArrayCombiningWithStream {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1, 2, 3};
        int[] array2 = {4, 5, 6};

        int[] combinedArray = IntStream.concat(Arrays.stream(array1), Arrays.stream(array2))
              .toArray();

        for (int num : combinedArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

常见实践

合并整数数组

上述代码示例已经展示了合并整数数组的方法。无论是使用 System.arraycopy()、Arrays.copyOf() 还是流 API，都可以轻松实现整数数组的合并。

合并字符串数组

合并字符串数组的方法与合并整数数组类似。以下是使用流 API 合并字符串数组的示例：

import java.util.Arrays;
import java.util.stream.Stream;

public class StringArrayCombining {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array1 = {"Hello", "World"};
        String[] array2 = {"Java", "Programming"};

        String[] combinedArray = Stream.concat(Arrays.stream(array1), Arrays.stream(array2))
              .toArray(String[]::new);

        for (String str : combinedArray) {
            System.out.print(str + " ");
        }
    }
}

最佳实践

性能考量

  • System.arraycopy()：由于它是一个本地方法，执行效率较高，适用于对性能要求较高的场景。
  • Arrays.copyOf()：虽然它内部也是调用 System.arraycopy()，但它需要额外创建新数组并设置初始值，相对来说性能略逊一筹。
  • 流 API：流 API 提供了简洁的语法，但在性能方面可能不如前两者，尤其是在处理大数据量时。因此，对于性能敏感的代码，应谨慎使用流 API 进行数组合并。

代码可读性

  • 流 API：流 API 的语法更加简洁和函数式，使代码更具可读性，尤其适合熟悉函数式编程的开发者。
  • System.arraycopy() 和 Arrays.copyOf()：这两种方法使用传统的命令式编程风格，对于不熟悉函数式编程的开发者来说可能更容易理解。

在实际应用中，应根据具体需求和性能要求来选择合适的方法。如果对性能要求极高，优先考虑 System.arraycopy()；如果注重代码的可读性和简洁性，流 API 是一个不错的选择。

小结

本文详细介绍了在 Java 中合并数组的多种方法，包括基础概念、使用方式、常见实践以及最佳实践。不同的方法适用于不同的场景，开发者可以根据具体需求选择最适合的方法。希望通过这篇博客，读者能更深入地理解并高效使用 Java 中的数组合并技术。

参考资料