Java复制数组的五种方式

本文详述了Java中数组复制的五种方法,包括Object.clone(), System.arraycopy(), Arrays.copyOf(), Arrays.copyOfRange()及for循环,并深入探讨了对象深度拷贝的实现方式,如实现Cloneable接口和序列化反序列化。

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参考:https://blog.youkuaiyun.com/u011669700/article/details/79323251 

Java中数组复制的几种方式以及数组合并

1.Object.clone()

   简单直接,只能对源数组完整地复制

2.Arrays.copyOf(T[] original, int newLength)

   可以只复制源数组中部分元素,但复制的起始位置固定为0

3.Arrays.copyOfRange(T[] original, int from, int to)

   可以指定复制的起始位置

4.System.arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)

   复杂,但可以将源数组中的部分元素复制到目标数组的指定位置(此方法最灵活,可实现上述1、2、3的功能)

5.for循环

代码灵活,但效率低

1、clone 方法

clone方法是从Object类继承过来的,基本数据类型(String ,boolean,char,byte,short,float ,double,long)都可以直接使用clone方法进行克隆,注意String类型是因为其值不可变所以才可以使用。

int 类型示例

int[] a1 = {1, 3};
int[] a2 = a1.clone();

a1[0] = 666;
System.out.println(Arrays.toString(a1));   //[666, 3]
System.out.println(Arrays.toString(a2));   //[1, 3]



String类型示例

String[] a1 = {"a1", "a2"};
String[] a2 = a1.clone();

a1[0] = "b1"; //更改a1数组中元素的值
System.out.println(Arrays.toString(a1));   //[b1, a2]
System.out.println(Arrays.toString(a2));   //[a1, a2]

2、System.arraycopy

System.arraycopy方法是一个本地的方法,源码里定义如下:public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int desPos, int length);

其参数含义为:(原数组, 原数组的开始位置, 目标数组, 目标数组的开始位置, 拷贝个数)

用法示例

int[] a1 = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] a2 = new int[10];

System.arraycopy(a1, 1, a2, 3, 3);
System.out.println(Arrays.toString(a1)); // [1, 2, 3, 4, 5]
System.out.println(Arrays.toString(a2)); // [0, 0, 0, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0]

当使用这个方法的时候,需要复制到一个已经分配内存单元的数组。

3、 Arrays.copyOf

Arrays.copyOf底层其实也是用的System.arraycopy 源码如下:

public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

参数含义:(原数组,拷贝的个数)
用法示例:

int[] a1 = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] a2 = Arrays.copyOf(a1, 3);

System.out.println(Arrays.toString(a1)) // [1, 2, 3, 4, 5]
System.out.println(Arrays.toString(a2)) // [1, 2, 3]

使用该方法无需我们事先使用new关键字对对象进行内存单元的分配

4、 Arrays.copyOfRange

Arrays.copyOfRange底层其实也是用的System.arraycopy,只不过封装了一个方法

public static <T,U> T[] copyOfRange(U[] original, int from, int to, Class<? extends T[]> newType) {
    int newLength = to - from;
    if (newLength < 0)
        throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to);
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, from, copy, 0,
                     Math.min(original.length - from, newLength));
    return copy;
}

参数含义(原数组,开始位置,拷贝的个数)
用法示例:

int[] a1 = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] a2 = Arrays.copyOfRange(a1, 0, 1);

System.out.println(Arrays.toString(a1)) // [1, 2, 3, 4, 5]
System.out.println(Arrays.toString(a2)) // [1]

最后需要注意的是基本类型的拷贝是不影响原数组的值的,如果是引用类型,就不能在这用了,因为数组的拷贝是浅拷贝,对于基本类型可以,对于引用类型是不适合的。

5、那么如何实现对象的深度拷贝呢?

5.1 实现Cloneable接口
实现Cloneable接口,并重写clone方法,注意一个类不实现这个接口,直接使用clone方法是编译通不过的。

/**
 * Created by Joe on 2018/2/13.
 */
public class Dog implements Cloneable {
    private String id;
    private String name;

    public Dog(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    // 省略 getter 、 setter 以及 toString 方法

    @Override
    public Dog clone() throws CloneNotSupportedException {
        Dog dog = (Dog) super.clone();

        return dog;
    }
}

示例:

Dog dog1 = new Dog("1", "Dog1");
Dog dog2 = dog1.clone();

dog2.setName("Dog1 changed");

System.out.println(dog1); // Dog{id='1', name='Dog1'}
System.out.println(dog2); // Dog{id='1', name='Dog1 changed'}

5.2 组合类深拷贝
如果一个类里面,又引用其他的类,其他的类又有引用别的类,那么想要深度拷贝必须所有的类及其引用的类都得实现Cloneable接口,重写clone方法,这样以来非常麻烦,简单的方法是让所有的对象实现序列化接口(Serializable),然后通过序列化反序列化的方法来深度拷贝对象。

public Dog myClone() {
    Dog dog = null;

    try {
        //将对象序列化成为流,因为写在流是对象里的一个拷贝
        //而原始对象扔在存在JVM中,所以利用这个特性可以实现深拷贝
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
        objectOutputStream.writeObject(this);

        //将流序列化为对象
        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
        dog = (Dog) objectInputStream.readObject();
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return dog;
}

总结:
本文介绍了关于Java里面的数组拷贝的几种方式和用法,并给出了如何在Java里面实现对象的深度拷贝,注意除非必需,一般情况下不要使用对象的深度拷贝,因为性能较差。除了自己实现深度拷贝的功能外,网上也有一些开源的工具类也集成了这些功能,如Apache Common Lang3,但原理都大同小异,感兴趣的同学可以自己去学习下。


 

### Java复制数组的方法 在Java中,有多种方法可以用来复制数组。每种方法都有其适用场景和特点。 #### 使用 `System.arraycopy` 方法 这是一种高效的方式来进行数组间的元素拷贝。此方法允许指定源数组、目标数组以及要复制的起始位置和长度[^1]。 ```java int[] sourceArray = {1, 2, 3, 4, 5}; int[] destinationArray = new int[sourceArray.length]; System.arraycopy(sourceArray, 0, destinationArray, 0, sourceArray.length); ``` #### 利用 `Arrays.copyOf` 或者 `copyOfRange` 函数 对于想要简化代码或者不需要精确控制复制过程的情况,可以考虑使用这两个静态函数来创建一个新的副本。前者会完全复制整个原数组至新分配的空间;后者则可以根据给定范围进行部分复制[^2]。 ```java // 完整复制 int[] newArray = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length); // 部分复制 (从索引1开始直到第四个元素) int[] subArray = Arrays.copyOfRange(sourceArray, 1, 4); ``` #### 应用克隆机制 (`clone`) 实现深浅度不同的对象复制 当面对的是包含复杂类型的数组时(比如自定义类的对象),可能还需要考虑到深层复制的需求。简单调用 `clone()` 可能只实现了浅层复制,在某些情况下这可能是不够安全的做法。因此应当依据实际需求评估是否需要实现更深程度上的复制逻辑[^3]。 ```java Object[] objSource = {"a", "b"}; Object[] clonedObjArr = objSource.clone(); ``` #### 构造器初始化法 如果希望得到一个独立的新实例而不是共享同一内存区域,则可以通过构造新的同类型数组并逐个赋值的方式来完成复制工作。这种方法虽然较为繁琐但是非常直观易懂[^4]。 ```java double[] doubleSrc = {1.1d, 2.2d}; double[] newlyCreatedDoubleArr = new double[doubleSrc.length]; for(int i=0; i<doubleSrc.length ;i++){ newlyCreatedDoubleArr[i]=doubleSrc[i]; } ``` 综上所述,针对不同情况选择合适的技术手段是十分必要的。通常来说,`System.arraycopy`, `Arrays.copyOf/copyOfRange` 和 `clone()` 是最常用也是效率较高的几种方案之一。
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