Java `Arrays.copyOf()` 方法详解与实例解析

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发布于 2024-11-26 11:04:39

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`Arrays.copyOf()` 方法详解与实例解析

摘要

在Java开发中，操作数组是一个基础而又常用的技能。无论是扩容、截取，还是复制数组，Arrays.copyOf() 方法都提供了简单高效的解决方案。本篇博客将通过多个实例，从基础到进阶，全面解析 Arrays.copyOf() 方法的用法及其适用场景，帮助初学者快速上手并避免常见误区。

引言

为什么需要 `Arrays.copyOf()` 方法？

在Java中，数组的长度是固定的。一旦创建，无法动态调整。这在需要扩容或缩减数组时就会成为一个问题。Arrays.copyOf() 方法为我们提供了一种简便的方式，不仅可以复制数组，还可以改变其大小。

本文目标

了解 Arrays.copyOf() 的基本用法。
掌握常见的使用场景和操作技巧。
通过代码实例巩固理解，避免使用中的潜在问题。

正文

一、`Arrays.copyOf()` 方法的定义与语法

方法定义

Arrays.copyOf() 是 java.util.Arrays 类中的静态方法，用于创建一个新数组，其内容是源数组的一部分或全部。

public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength);

参数说明

original: 源数组。
newLength: 新数组的长度。如果新长度小于原数组，则会截取原数组的前 newLength 个元素；如果新长度大于原数组，多出的部分会用默认值填充（数值类型为0，布尔类型为false，引用类型为null）。

返回值

返回一个与源数组类型相同的新数组。

二、基本用法示例

1. 复制整个数组

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] original = {1, 2, 3, 4, 5};
        int[] copy = Arrays.copyOf(original, original.length);

        System.out.println("Original: " + Arrays.toString(original));
        System.out.println("Copy: " + Arrays.toString(copy));
    }
}

输出：

Original: [1, 2, 3, 4, 5]  
Copy: [1, 2, 3, 4, 5]

这里，copy 数组与 original 数组的内容相同，但它们是独立的，不共享内存空间。

2. 扩容数组

int[] original = {1, 2, 3};
int[] expanded = Arrays.copyOf(original, 5);

System.out.println(Arrays.toString(expanded));

输出：

[1, 2, 3, 0, 0]

新增的两个元素用默认值 0 填充。

3. 截取数组

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

System.out.println(Arrays.toString(truncated));

输出：

[1, 2, 3]

截取了原数组的前3个元素。

三、常见应用场景

1. 动态扩容数组

数组长度固定，而 ArrayList 可动态扩容。若希望在保留数组结构的同时实现动态扩容，可结合 Arrays.copyOf() 来实现。

代码示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {1, 2, 3};
        System.out.println("Original array: " + Arrays.toString(nums));

        // 扩容
        nums = Arrays.copyOf(nums, nums.length + 2);
        nums[3] = 4;
        nums[4] = 5;

        System.out.println("Expanded array: " + Arrays.toString(nums));
    }
}

输出：

Original array: [1, 2, 3]  
Expanded array: [1, 2, 3, 4, 5]

2. 截取数组作为子数组

用于获取数组的一部分，比如分页数据。

代码示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = {10, 20, 30, 40, 50};
        int[] page1 = Arrays.copyOf(data, 3);

        System.out.println("Page 1: " + Arrays.toString(page1));
    }
}

输出：

Page 1: [10, 20, 30]

3. 初始化更大的默认数组

在设计固定容量的缓存系统时，常需要初始化容量较大的空数组。

四、注意事项与常见错误

1. `newLength` 的范围

newLength 参数为负数时，会抛出 NegativeArraySizeException。

错误示例：

int[] nums = {1, 2, 3};
int[] error = Arrays.copyOf(nums, -1); // 报错

2. 类型一致性

Arrays.copyOf() 会尝试保持数组类型一致，但若无法转换，则抛出异常。

五、与其他方法的对比

方法	功能	是否支持扩容
Arrays.copyOf()	创建新数组并复制内容	是
System.arraycopy()	将数组中的部分元素复制到另一个数组	否
Arrays.copyOfRange()	复制数组指定范围的元素	是

总结

Arrays.copyOf() 是操作数组的利器，支持扩容和截取等功能，非常适合处理数组长度受限的问题。
在实际开发中，务必根据需求选择适当的方法，并注意 newLength 的合法性。
通过 Arrays.copyOf() 可以高效实现动态扩容、子数组截取等功能。

参考资料

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原始发表：2024-11-25，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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