作者：孙玉昌，昵称【一一哥】，另外【壹壹哥】也是我哦
千锋教育高级教研员、CSDN博客专家、万粉博主、阿里云专家博主、掘金优质作者
在上一篇文章中，壹哥给大家讲解了数组的创建、初始化及遍历方式，这些是我们学习数组的基础。其实数组的内容非常多，今天这篇文章，壹哥主要带大家学习数组的扩容、缩容及拷贝，内容同样重要，希望你不要走神哦。
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全文大约【3000】字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富案例及配图视频，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考......
Java的内存，可以分为栈、堆、方法区、本地方法区、程序寄存器等几个核心部分。这一块的内容，以后壹哥会专门编写文章进行介绍，对于初学者来说，这还不适合我们学习。但是我们现在要先对以下三个概念有所了解：
栈：栈中可以存储基本类型的数据和引用类型的地址。特点: 先进后出，一般空间比较小，存取速度较快。
堆：堆中可以存储引用类型的数据。特点: 空间比较大，存储速度相对较慢。
方法区：方法区中可以存储字符串常量池、静态数据、代码和类的元数据。
我们知道，数组属于引用类型，而数组的引用变量(数组名称)只是一个地址引用。这个引用变量可以指向任何有效的内存空间，只有当这个引用指向有效的空间时，才可以通过引用去操作数组中真正的数据元素。所以数组的引用变量(数组名称)是存储在栈空间中，但真正的数组数据是存储在堆空间中。
为了让大家更好地理解数组的内存结构，接下来壹哥给大家设计一个代码案例，然后给大家分析一下这个数组的内存结构。
/*** @author 一一哥Sun * QQ：2312119590 * CSDN、掘金、知乎找我哦* 千锋教育*/
public class Demo01 {public static void main(String[] args) {//使用静态初始化的方式初始化一个数组a//a存放在栈中，a的值是数组的地址，数组的真正数据{5,7,20}存放在堆中int[] a = {5,7,20}; System.out.println("a的长度为:" + a.length);//3//整型变量，存放在栈中int num =8;System.out.println("num:"+num);//定义一个新的数组bint[] b=new int[4]; System.out.println("b的长度是:"+b.length);//将a赋值给b，是b的指向改变了，但b原先对应的数组依然存在b=a; System.out.println("b的长度是:"+b.length);}
}为了让各位更好地理解基本类型的数据和数组的内存结构，壹哥再给大家绘制下面一张图。
根据上面的代码和下面的内存分析图，我们可以得到如下结论：
- 变量a存放在栈中，a的值是数组的首地址，数组的真正数据{5,7,20}存放在堆中；
- 整型变量num存放在栈中；
- 定义新的数组b，数组名称b存放在栈中，b的数据在堆中；
- 将a赋值给b，此时b的指向改变了，但b原先对应的数组依然存在，此时b指向原先a对应的数组数据。
壹哥在前面给大家说过，数组一旦创建初始化后，其长度就不能被改变。但是有的小伙伴就说了，”不对啊，我看别人的文章说，可以往数组中增加很多新数据啊......“。那如果是这样，假如我们一开始定义一个长度为5的数组，然后想把10个数据元素都插进去，这能不能实现？
大家想一下，你能把10升水装到5升的瓶子中吗？肯定不行！如果你非要把10升水都装到瓶子里，肯定需要换一个新的更大的瓶子！
所以今天壹哥跟大家说的”数组扩容“，其实并不是将这些多余的数据装到原有的数组中，而是创建一个新的更大的数组，再把原有数组中的内容都复制到新数组中来！
在Java中，数组的”扩容“和”缩容“，并不是真的改变原有数组的大小，而是创建一个新的数组，然后再进行操作，具体流程如下：
- 步骤1：定义一个新数组，新数组的长度要比原数组增加或者减小；
- 步骤2：将原数组中的元素拷贝到新数组中；
- 步骤3：将原数组的名称变量指向新数组。
接下来壹哥就按照上面的流程，来带大家实现一下数组的扩容和缩容。
以下代码是进行数组扩容的案例。
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public class Demo05 {public static void main(String[] args) {// 数组扩容// 原数组int[] oldArr = { 1, 3, 46, 22, 11 };// 1.定义一个新数组，长度比原数组的长度多1，用于扩容int[] newArr = new int[oldArr.length + 1];// 2.数组拷贝for (int i = 0; i < oldArr.length; i++) {//数组拷贝，将原来数组的元素拷贝到新数组中newArr[i] = oldArr[i];}// 3.将原数组的名称变量指向新数组oldArr = newArr;System.out.println("数组长度="+oldArr.length);//遍历数组for (int i = 0; i < oldArr.length; i++) {//最后一个元素的值是默认值0System.out.println(oldArr[i]);}}
}这里我们使用newArr[i] = oldArr[i];这样的语句，将旧数组中的元素拷贝到新数组中
以下代码是进行数组缩容的案例，供大家参考：
/*** @author 一一哥Sun* QQ：2312119590* CSDN、掘金、知乎找我哦* 千锋教育*/
public class Demo06 {public static void main(String[] args) {// 数组缩容//定义一个原数组int[] oldArr = {1,3,46,22,11};//1.定义一个新数组，新数组的长度比原数组长度少1个int[] newArr = new int[oldArr.length-1];//2.进行数组拷贝，将旧数组中的元素拷贝到新数组中for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {newArr[i] = oldArr[i];}//3.将原数组的名称变量指向新数组oldArr = newArr;for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {System.out.println(oldArr[i]);}}
}壹哥在给大家讲解数组扩容时，涉及到了数组中数据元素的拷贝复制。那么除了上面的拷贝方式之外，数组还有哪些拷贝方式呢？
在Java中，数组的拷贝主要有三种实现方式：
- 通过循环语句，将原数组中的各个元素拷贝到新数组中(即数组扩容案例中使用的方法)；
- System类提供的数组拷贝方法；
- Arrays类提供的数组拷贝方法。
接下来壹哥就设计几个案例，来给大家展示这几种方式都是怎么进行数组拷贝的。因为第一种数组拷贝方式，我们已经在数组扩容的案例中给大家演示了，这里就不再重复展示相关代码了。
System.arraycopy()是Java提供的一个本地静态方法，用于将数据元素从源数组复制到目标数组。
public static native void arraycopy(Object src,int srcPos,Object dest,int destPos,int length);arraycopy()方法有5个核心参数，其含义如下：
- src: 源数组，即被复制的旧数组；
- srcPos: 源数组中开始复制的索引位置；
- dest: 目标数组，即要复制到的新数组；
- destPos: 要复制到目标数组中的索引位置；
- length: 要复制的元素个数。
另外我们还要注意，arraycopy()方法在有些情况下有可能会发生如下异常：
- NullPointerException: if source or destination array is null.NullPointerException ：如果源或目标数组为null时，就会产生NullPointerException异常。
- ArrayStoreException: if the source and destination array type doesn’t match or they are not array.ArrayStoreException ：如果源和目标数组类型不匹配或不是数组，会产生该异常；
- ArrayIndexOutOfBoundsException: if the data overflow occurs because of index values or they are negative.ArrayIndexOutOfBoundsException ：如果由于索引值导致数据溢出，或它们为负数时会产生该异常。
我们先来看看下面这个数组拷贝的案例：
/*** @author 一一哥Sun* QQ：2312119590* CSDN、掘金、知乎找我哦* 千锋教育*/
public class Demo07 {public static void main(String[] args) {// 数组拷贝//1.源数组int[] srcArr = {1,3,46,22,11};//2.目标数组int[] destArr = new int[srcArr.length + 5];/*** src:原数组* srcPos：原数组的起始拷贝位置* dest：目标数组* destPos：目标数组的起始拷贝位置* length：拷贝的长度*///3.调用arraycopy方法进行复制System.arraycopy(srcArr, 1, destArr, 3, 4);//对新数组进行遍历for (int i = 0; i < destArr.length; i++) {System.out.print(destArr[i]+"t");}}
}pyOf()可以复制数组中指定范围的元素。该方法会返回一个新的数组对象，且改变新数组中的元素值，不会影响原来的数组。我们还可以利用String方法将赋值后的数组输出。
该方法支持的参数可以是long、float、double、int、boolean、byte、Object等类型的数组。
public static int[] copyOf(int[] original, int newLength);copyOf()方法有2个核心参数，其含义如下：
- original: 源数组，即被复制的旧数组；
- newLength: 表示新数组的长度。如果新数组的长度超过源数组的长度，会采用数组元素类型的默认值。
以下是pyOf()方法的实现案例：
/*** @author 一一哥Sun* QQ：2312119590* CSDN、掘金、知乎找我哦* 千锋教育*/
public class Demo08 {public static void main(String[] args) {// 数组拷贝//1.源数组int[] srcArr = {1,3,46,22,11};/*** original：原数组* newLength：新数组的长度* 返回值：返回新数组 *///2.调用copyOf方法进行数组拷贝int[] destArr = pyOf(srcArr, srcArr.length+1);//3.遍历新数组for (int i = 0; i < srcArr.length; i++) {System.out.print(destArr[i]+"t");}}
}-------------------------------------------------正片已结束，来根事后烟-----------------------------------------------
至此，壹哥就把数组的扩容、缩容及拷贝等内容给大家介绍完毕了，现在你明白数组的扩容原理了吗？在下一篇文章中，壹哥会继续给大家讲解数组的排序、查找等算法，内容非常重要哦，敬请继续关注吧。
另外如果你独自学习觉得有很多困难，可以加入壹哥的学习互助群，大家一起交流学习。
将班级中5个学员的名称录入到数组中，再拷贝到更大的一个数组中输出。
本文发布于:2024-01-30 22:47:46，感谢您对本站的认可！
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