动态数组:java.lang.System下的arraycopy和java.util.Arrays.copyOf方法

java.lang.System下的arraycopy和java.util.Arrays.copyOf方法

[b](1) java.lang.System.arraycopy[/b]

public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length);

问题:方法没有任何的实现,具体是如何实现的呢?

以下是关于该方法具体的说明:

* @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 src

* array could not be stored into the dest array

* because of a type mismatch.

* @exception NullPointerException if either src or

* dest is null.

[b](2) java.util.Arrays.copyOf
[/b]
public static T[] copyOf(T[] original, int newLength) {

return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());

}

public static T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class 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;

}


由上述的源码不难看出两者的最大区别是:

arraycopy 方法会因为新数组大小比久数组大小小而报IndexOutOfBoundsException

copyOf 则不会因此报错,因为copyOf 的返回值是在内部new 好的copy 数组,而该copy 数组new 的大小就等于newLength ,

故即使在客户端指定好了新数组newArray 的大小,接收到返回值后也是指向底层new 出来的数组copy 。换句话说( 也可以因此推出其他的区别) ,在客户端代码中即使不给新数组new 对象,如:String[] newStr = null;

那么对于arraycopy 是会报NullPointerException 的错误的,而对于java.util.Arrays 中的copyOf 方法则由于jdk 底层

已经new 出了对象而不会报该错误!不过需要特别注意的是:copyOf 方法最后也是调用System.arraycopy 的方法,不过由于前面的准备,异常情况就不会出现了。

下面是一个具体实例:

package com.yilong.array.copyof;



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);

// 会报错NullPointerException ,如果改为newStr = new String[5],

// 那么调用Arrays.copyOf 方法不会报错,而调用System.arraycopy 方法

// 则回报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;

}

}

}




与此同时,java.util.Arrays 还重载了很多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;

现在再来讨论下ArrayList 中对该两个方法的使用情况:

由于ArrayList 底层是用数组实现的,那么就必然会面临两个问题:

(1) 一开始必须要指定一个初始化的数组大小;

java.util.ArrayList 中初始化ArrayList 大小是10 :

private transient Object[] elementData;// 为什么要设置成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) 当数组容量不够时,能够动态增加容量。

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);

}

}


可见,每次添加元素时,JDK 都会先检查数组elementData 的容量是否已经满了,如果满了,就会调用Arrays.copyOf 方法,用elementData 中的元素和新数组的长度构造一个新的数组,并重新赋值给elementData 数组。此处不难看出,由于需求是把长度已经增长了的elementData 数组重新赋值给elementData ,故直接使用System.arraycopy 方法是不适合的。

另外,新数组长度的改变也是有讲究的,JDK 的设计是每次有新的扩展数组长度的需要到来时,就按int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; 的算法构造新数组的长度,不难看出,这种算法构造出来的新的数组长度的增量都会比上一次大( 而且是越来越大) ,即认为客户需要增加的数据很多,而避免频繁newInstance 的情况。

下面再来看ArrayList 中的toArray 方法

public Object[] toArray() {

return Arrays.copyOf(elementData, size);

}

public 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;

}


此处主要看第二个toArray 方法,可见,客户是想把ArrayList 中的元素转换成数组并存放到指定的a 数组中,因此就要判断a.length 与elementData 当前的大小了,如果a.length=size 那么就比不上调用System.arraycopy 方法来得方便了( 因为根据上面说的,Arrays.copyOf 方法最终也是调用System.arraycopy 方法的) 。

[b][color=green]综上所述,可以总结:在允许的情况下,尽量调用System.arraycopy 方法,实在不行再调用Arrays.copyOf 方法。
[/color][/b]
From:http://blog.csdn.net/javaclan/archive/2011/04/29/6372176.aspx

[b]Simple Stack push method[/b]
private String[] buffer = new String[100];

public final void push(String goods) {
if (point + 2 > buffer.length) {
// System.arraycopy is better than Arrays.copyOf
// buffer = Arrays.copyOf(buffer, buffer.length + INCREMENT);
String[] newBuffer = new String[(buffer.length * 3) / 2 + 1];
System.arraycopy(buffer, 0, newBuffer, 0, buffer.length);
buffer = newBuffer;
}
point++;
buffer[point] = goods;
System.out.println("buffer size ========================" + buffer.length);
System.out.println("point ========================" + point);
}


如果不采用动态数组策略,将会抛:
Exception in thread "****producer***" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100

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