java.lang.System下的arraycopy和java.util.Arrays.copyOf方法
(1) java.lang.System.arraycopy
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length);
問題:方法沒有任何的實現,具體是如何實現的呢?
以下是關於該方法具體的說明:
* @param src the source array.
* @param srcPos starting position in the source array.
* @param dest the destination array.
* @param destPos starting position in the destination data.
* @param length the number of array elements to be copied.
* @exception IndexOutOfBoundsException if copying would cause
* access of data outside array bounds.
* @exception ArrayStoreException if an element in the <code>src</code>
* array could not be stored into the <code>dest</code> array
* because of a type mismatch.
* @exception NullPointerException if either <code>src</code> or
* <code>dest</code> is <code>null</code>.
(2) java.util.Arrays.copyOf
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}
public static <T, U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
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;
}
兩者的最大區別是:
arraycopy 方法會因為新陣列大小比舊陣列大小小而報IndexOutOfBoundsException
copyOf 則不會因此報錯,因為copyOf 的返回值是在內部new好的copy 陣列,而該copy陣列new的大小就等於newLength,故即使在客戶端指定好了新陣列newArray 的大小,接收到返回值後也是指向底層new出來的陣列copy換句話說,在客戶端程式碼中即使不給新陣列new物件,如:String[] newStr = null; 那麼對於arraycopy 是會報NullPointerException 的錯誤的,而對於java.util.Arrays 中的copyOf 方法則由於jdk 底層已經new 出了物件而不會報該錯誤!
不過需要特別注意的是:copyOf 方法最後也是呼叫System.arraycopy的方法,不過由於前面的準備,異常情況就不會出現了。
下面是一個具體例項:
public class ArrayCopyOf {
public static void main(String[] args) {
String[] oldStr = new String[6];
setValues(oldStr);
String[] newStr = null;
newStr = java.util.Arrays.copyOf(oldStr, 6);
//System.arraycopy(oldStr, 0, newStr, 0, oldStr.length);
// 會報錯NullPointerException ,如果改為newStr = new String[5],
// 那麼呼叫Arrays.copyOf 方法不會報錯,而呼叫System.arraycopy 方法
// 則回報IndexOutOfBoundsException
print(oldStr);
print(newStr);
System.out.println(oldStr.length);
System.out.println(newStr.length);
}
private static void print(String[] newStr) {
// TODO Auto-generated method stub
for (int i = 0; i < newStr.length; i++) {
System.out.print(newStr[i] + " : ");
}
System.out.println();
}
private static void setValues(String[] oldStr) {
// TODO Auto-gemmnerated method stub
for (int i = 0; i < oldStr.length; i++) {
oldStr[i] = "str " + i;
}
}
}
與此同時,java.util.Arrays 還過載了很多copyOf 方法:
public static byte[] copyOf(byte[] original, int newLength) {
byte[] copy = new byte[newLength];
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {
int[] copy = new int[newLength];
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
等等;
現在再來討論下ArrayList 中對該兩個方法的使用情況:
由於ArrayList 底層是用陣列實現的,那麼就必然會面臨兩個問題:
(1) 一開始必須要指定一個初始化的陣列大小;
java.util.ArrayList 中初始化ArrayList 大小是10 :
private transient Object[] elementData;// 為什麼要設定成transient? 不想被序列化?
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
public ArrayList() {
this(10);
}
(2) 當陣列容量不夠時,能夠動態增加容量。
java.util.ArrayList 中的add(E e) 方法
public boolean add(E e) {
ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
if (minCapacity > oldCapacity) {
Object oldData[] = elementData;
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity = minCapacity;
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
可見,每次新增元素時,JDK 都會先檢查陣列elementData 的容量是否已經滿了,如果滿了,就會呼叫Arrays.copyOf 方法,用elementData 中的元素和新陣列的長度構造一個新的陣列,並重新賦值給elementData陣列。此處不難看出,由於需求是把長度已經增長了的elementData 陣列重新賦值給elementData ,故直接使用System.arraycopy 方法是不適合的。
另外,新陣列長度的改變也是有講究的,JDK 的設計是每次有新的擴充套件陣列長度的需要到來時,就按int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; 的演算法構造新陣列的長度,不難看出,這種演算法構造出來的新的陣列長度的增量都會比上一次大( 而且是越來越大) ,即認為客戶需要增加的資料很多,而避免頻繁newInstance 的情況。
下面再來看ArrayList 中的toArray 方法
public Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
public <T> T[] toArray(T[] a) {
if (a.length < size)
// Make a new array of a's runtime type, but my contents:
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}
此處主要看第二個toArray 方法,可見,客戶是想把ArrayList 中的元素轉換成陣列並存放到指定的a 陣列中,因此就要判斷a.length 與elementData 當前的大小了,如果a.length<size, 那麼呼叫System.arraycopy 方法是肯定會報錯的,故必須呼叫Arrays.copyOf 方法,而如果a.length>=size 那麼就比不上呼叫System.arraycopy 方法來得方便了( 因為根據上面說的,Arrays.copyOf 方法最終也是呼叫System.arraycopy方法的) 。
綜上所述,可以總結:在允許的情況下,儘量呼叫System.arraycopy 方法,實在不行再呼叫Arrays.copyOf 方法。