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。

源码展示：

1 public classArrays {

2 /**

3 * @paramoriginal: the array to be copied

4 * @paramnewLength: the length of the copy to be returned

5 * @returna copy of the original array, truncated or padded with zeros

6 * to obtain the specified length

7 */

8 public static int[] copyOf(int[] original, intnewLength) {

9 int[] copy = new int[newLength];

10 System.arraycopy(original, 0, copy, 0,

11 Math.min(original.length, newLength));

12 returncopy;

13 }

14 /**

15 * @paramoriginal the array from which a range is to be copied

16 * @paramfrom the initial index of the range to be copied, inclusive

17 * @paramto the final index of the range to be copied, exclusive.

18 * (This index may lie outside the array.)

19 * @returna 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, intto) {

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 returncopy;

30 }

31 }

示例说明：

1 importjava.util.Arrays;

2

3 /**数组变长算法!

4 * 数组对象长度不可改变

5 * 但是很多实际应用需要长度可变的数组

6 * 可以采用复制为容量更大的新数组, 替换原数组, 实现变长操作

7 * */

8 public classArrayExpand {

9 public static voidmain(String[] args) {

10 //数组变长(扩容)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 //字符串连接原理

16 char[] chs = { '中', '国'};

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 //字符数组按照字符串打印

22 System.out.println(chs);//中国北京

23 //其他数组按照对象打印

24 System.out.println(ary);//[I@4f1d0d

25 }

26 }

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}

1 public classCountCharDemo {

2 public static voidmain(String[] args) {

3 char key = '字';

4 String str = "统计一个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,charkey){

9 int[] count={};

10 for(int i=0;i

11 char c=str.charAt(i);

12 if(c==key){

13 //扩展数组

14 count=Arrays.copyOf(count, count.length+1);

15 //添加序号i

16 count[count.length-1]=i;

17 }

18 }

19 returncount;

20 }

21 }

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。

1 public abstract classAbstractStringBuilder {

2 /**The value is used for character storage.*/

3 charvalue[];

4 /**The count is the number of characters used.*/

5 intcount;

6 /**Returns the length (character count).*/

7 public intlength() {

8 returncount;

9 }

10

11 publicAbstractStringBuilder 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 * 自动实现Java数组扩容

27 */

28 void expandCapacity(intminimumCapacity) {

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 }

字符串数组与String类的原理

1 /**字符串数组与String类的原理 */

2 public classCharArrayDemo {

3 public static voidmain(String[] args) {

4 /*Java 可以将char[]作为字符串处理 */

5 char[] ch1={'中','国','北','京'};

6 char[] ch2={'欢','迎','您'};

7 System.out.println(ch1);//中国北京

8 System.out.println(ch2);//欢迎您

9 /*char[]运算需要编程处理,如连接: */

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);//中国北京欢迎您

13 /*String API提供了简洁的连接运算: */

14 String str1="中国北京";

15 String str2="欢迎您";

16 String str3=str1.concat(str2);

17 System.out.println(str3);//中国北京欢迎您

18 /*字符串转大写: */

19 char[] ch4={'A','a','c','f'};

20 char[] ch5=Arrays.copyOf(ch4, ch4.length);

21 for(int i=0;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, 原数组ch4不变

28 String str4="Aacf";

29 String str5=str4.toUpperCase();//原字符串str4保持不变

30 System.out.println(str5);//AACF

31 }

32 }