java arraycopy() 方法 详解

Java System.arraycopy() 方法详解

System.arraycopy() 是 Java 提供的一种高效数组操作方法,用于从一个数组复制部分或全部元素到另一个数组中。它由 java.lang.System 类提供,并直接调用底层的本地代码实现,因此性能非常高。


方法签名

java 复制代码
public static void arraycopy(
    Object src,     // 源数组
    int srcPos,     // 源数组的起始位置
    Object dest,    // 目标数组
    int destPos,    // 目标数组的起始位置
    int length      // 要复制的元素个数
)

参数说明

  1. src

    • 源数组,从中复制数据。
  2. srcPos

    • 源数组的起始位置,表示从哪个索引开始复制(索引从 0 开始)。
  3. dest

    • 目标数组,将数据复制到该数组中。
  4. destPos

    • 目标数组的起始位置,表示将数据粘贴到目标数组的哪个索引位置。
  5. length

    • 要复制的元素个数。

使用规则和注意事项

  1. 类型匹配

    • 源数组和目标数组必须是相同类型或兼容类型
    • 例如:可以从 int[] 复制到 int[],但不能从 int[] 复制到 double[]
  2. 数组边界

    • 确保复制的范围合法,否则会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException
    • 示例:srcPos + lengthdestPos + length 必须分别小于源数组和目标数组的长度。
  3. 深拷贝 vs 浅拷贝

    • 该方法是浅拷贝:
      • 对于基本类型,直接复制值。
      • 对于引用类型,复制的是引用,而非对象本身。
  4. 异常

    • 如果源或目标数组为 null,会抛出 NullPointerException
    • 如果类型不兼容,会抛出 ArrayStoreException

示例代码

1. 基本用法
java 复制代码
import java.util.Arrays;

public class ArrayCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] source = {1, 2, 3, 4, 5};
        int[] destination = new int[10];

        // 将 source 数组的前 3 个元素复制到 destination,从索引 0 开始粘贴
        System.arraycopy(source, 0, destination, 0, 3);

        System.out.println("Source Array: " + Arrays.toString(source));
        System.out.println("Destination Array: " + Arrays.toString(destination));
    }
}

输出

复制代码
Source Array: [1, 2, 3, 4, 5]
Destination Array: [1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

2. 复制部分元素
java 复制代码
import java.util.Arrays;

public class PartialCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        String[] source = {"A", "B", "C", "D", "E"};
        String[] destination = new String[5];

        // 将 source 的第 2 和 3 个元素复制到 destination 的索引 1 和 2
        System.arraycopy(source, 1, destination, 1, 2);

        System.out.println("Source Array: " + Arrays.toString(source));
        System.out.println("Destination Array: " + Arrays.toString(destination));
    }
}

输出

复制代码
Source Array: [A, B, C, D, E]
Destination Array: [null, B, C, null, null]

3. 浅拷贝示例
java 复制代码
public class ShallowCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        String[] source = {"A", "B", "C"};
        String[] destination = new String[3];

        // 浅拷贝
        System.arraycopy(source, 0, destination, 0, source.length);

        // 修改源数组中的第一个元素
        source[0] = "X";

        // 源数组和目标数组均受到影响
        System.out.println("Source Array: " + java.util.Arrays.toString(source));
        System.out.println("Destination Array: " + java.util.Arrays.toString(destination));
    }
}

输出

复制代码
Source Array: [X, B, C]
Destination Array: [X, B, C]

解释:由于是浅拷贝,修改源数组的引用会影响目标数组。


4. 合并数组
java 复制代码
import java.util.Arrays;

public class MergeArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {1, 2, 3};
        int[] array2 = {4, 5, 6};
        int[] mergedArray = new int[array1.length + array2.length];

        // 复制 array1 到 mergedArray 的前部分
        System.arraycopy(array1, 0, mergedArray, 0, array1.length);
        // 复制 array2 到 mergedArray 的后部分
        System.arraycopy(array2, 0, mergedArray, array1.length, array2.length);

        System.out.println("Merged Array: " + Arrays.toString(mergedArray));
    }
}

输出

复制代码
Merged Array: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

与其他数组复制方法的对比

1. for 循环
  • 实现:逐个复制每个元素。
  • 优点:更灵活,适用于复杂的复制逻辑。
  • 缺点:性能较低,代码冗长。
2. Arrays.copyOf()
  • 实现:复制整个数组或部分数组,返回一个新数组。
  • 优点:简单易用。
  • 缺点:无法将数据复制到现有数组。

示例:

java 复制代码
int[] source = {1, 2, 3};
int[] destination = Arrays.copyOf(source, source.length);
3. System.arraycopy()
  • 实现:调用本地代码,高效复制。
  • 优点:性能最佳,可将数据复制到现有数组。
  • 缺点:需要明确起始位置和长度,灵活性稍差。

常见异常

  1. ArrayIndexOutOfBoundsException

    • srcPos + length 超过源数组长度,或 destPos + length 超过目标数组长度时。
  2. NullPointerException

    • 如果源数组或目标数组为 null
  3. ArrayStoreException

    • 当源数组和目标数组类型不兼容时。

性能和适用场景

  1. 性能

    • System.arraycopy() 的性能优于手动 for 循环,适用于大规模数组操作。
  2. 适用场景

    • 数组合并。
    • 数组部分复制。
    • 实现队列、栈等数据结构的扩容。

总结

  • System.arraycopy() 是一个高效的数组复制方法,适合对数组内容进行部分或全部复制。
  • 它支持浅拷贝,且要求源数组和目标数组的类型兼容。
  • 在需要处理大量数组数据时,System.arraycopy() 是性能最佳的选择。
相关推荐
BillKu36 分钟前
Java + Spring Boot + Mybatis 插入数据后,获取自增 id 的方法
java·tomcat·mybatis
全栈凯哥37 分钟前
Java详解LeetCode 热题 100(26):LeetCode 142. 环形链表 II(Linked List Cycle II)详解
java·算法·leetcode·链表
chxii38 分钟前
12.7Swing控件6 JList
java
全栈凯哥39 分钟前
Java详解LeetCode 热题 100(27):LeetCode 21. 合并两个有序链表(Merge Two Sorted Lists)详解
java·算法·leetcode·链表
YuTaoShao40 分钟前
Java八股文——集合「List篇」
java·开发语言·list
PypYCCcccCc1 小时前
支付系统架构图
java·网络·金融·系统架构
华科云商xiao徐1 小时前
Java HttpClient实现简单网络爬虫
java·爬虫
扎瓦1 小时前
ThreadLocal 线程变量
java·后端
BillKu2 小时前
Java后端检查空条件查询
java·开发语言
jackson凌2 小时前
【Java学习笔记】String类(重点)
java·笔记·学习