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Java 中合并两个数组的全面指南

简介

在 Java 编程中，经常会遇到需要将两个数组合并成一个新数组的情况。无论是处理简单的基础数据类型数组，还是复杂的对象数组，掌握合并数组的方法都是非常重要的。本文将详细介绍 Java 中合并两个数组的基础概念、多种使用方法、常见实践场景以及最佳实践建议，帮助你在实际编程中能够更加高效地处理数组合并问题。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
    • 使用 System.arraycopy() 方法
    • 使用 Arrays.copyOf() 和 Arrays.copyOfRange() 方法
    • 使用 Stream API
  3. 常见实践
    • 合并整数数组
    • 合并字符串数组
    • 合并对象数组
  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

在 Java 中，数组是一种固定大小的数据结构，用于存储相同类型的多个元素。合并两个数组，简单来说，就是创建一个新的数组，这个新数组包含了原来两个数组的所有元素。需要注意的是，由于数组的大小在创建后是固定的，所以合并数组时需要创建一个足够大的新数组来容纳所有元素。

使用方法

使用 System.arraycopy() 方法

System.arraycopy() 是一个原生方法，用于将一个数组中的内容复制到另一个数组中。它的效率较高，因为它是由底层的 C 或 C++ 代码实现的。

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

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

        // 将 array1 复制到 combinedArray 中
        System.arraycopy(array1, 0, combinedArray, 0, array1.length);
        // 将 array2 复制到 combinedArray 中
        System.arraycopy(array2, 0, combinedArray, array1.length, array2.length);

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

使用 Arrays.copyOf() 和 Arrays.copyOfRange() 方法

Arrays.copyOf() 方法用于复制指定的数组，截取或用零填充（如有必要），以使副本具有指定的长度。Arrays.copyOfRange() 方法用于复制指定数组的指定范围。

import java.util.Arrays;

public class ArrayCombiner2 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1, 2, 3};
        int[] array2 = {4, 5, 6};

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

        int[] tempArray1 = Arrays.copyOf(array1, array1.length);
        int[] tempArray2 = Arrays.copyOf(array2, array2.length);

        System.arraycopy(tempArray1, 0, combinedArray, 0, tempArray1.length);
        System.arraycopy(tempArray2, 0, combinedArray, tempArray1.length, tempArray2.length);

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

使用 Stream API

Java 8 引入的 Stream API 提供了一种更函数式的方式来处理数组。可以将数组转换为流，然后将两个流合并成一个新的流，最后再将流转换回数组。

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

public class ArrayCombiner3 {
    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

在实际开发中，经常需要合并整数数组。例如，在统计数据时，可能会有多个时间段的数据存储在不同的数组中，需要将这些数组合并起来进行整体分析。

public class IntegerArrayCombiner {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {10, 20, 30};
        int[] array2 = {40, 50, 60};

        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 + " ");
        }
    }
}

合并字符串数组

合并字符串数组在处理文本数据时很常见。比如，在处理用户输入的多个关键词数组时，需要将它们合并成一个完整的关键词列表。

public class StringArrayCombiner {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array1 = {"apple", "banana"};
        String[] array2 = {"cherry", "date"};

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

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

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

合并对象数组

合并对象数组相对复杂一些，因为对象数组中的对象可能包含多个属性。例如，在一个学生管理系统中，可能有两个不同班级的学生对象数组，需要将它们合并成一个数组来进行统一管理。

class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

public class ObjectArrayCombiner {
    public static void main(String[] args) {
        Student[] array1 = {new Student("Alice", 20), new Student("Bob", 21)};
        Student[] array2 = {new Student("Charlie", 22), new Student("David", 23)};

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

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

        for (Student student : combinedArray) {
            System.out.println("Name: " + student.getName() + ", Age: " + student.getAge());
        }
    }
}

最佳实践

性能考量

如果对性能要求较高，建议优先使用 System.arraycopy() 方法。因为它是原生方法，直接操作内存，效率比其他方法更高。特别是在处理大数据量的数组时，性能优势更加明显。

代码可读性

如果追求代码的简洁性和可读性，Stream API 是一个不错的选择。它使用函数式编程风格，使代码更易于理解和维护。尤其是在处理复杂的数组操作时，Stream API 可以让代码逻辑更加清晰。

小结

本文详细介绍了 Java 中合并两个数组的多种方法，包括使用 System.arraycopy()、Arrays.copyOf() 和 Arrays.copyOfRange() 方法以及 Stream API。同时，通过实际代码示例展示了在不同数据类型数组（整数数组、字符串数组、对象数组）上的合并操作。在实际应用中，需要根据具体的性能需求和代码可读性要求选择合适的方法。希望这些内容能帮助你在 Java 编程中更加熟练地处理数组合并问题。

参考资料