System.arraycopy()方法详解-jdk1.8

时间 2019-11-11

标签 system.arraycopy system arraycopy 方法详解 jdk1.8 jdk 栏目 Java 繁體版

原文原文链接

定义java

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

能够看到，它是一个静态本地方法，由虚拟机实现，效率天然比用java一个个复制高数组

方法含义
从源数组src取元素，范围为下标srcPos到srcPos+length-1，取出共length个元素，存放到目标数组中，存放位置为下标destPos到destPos+length-1spa

简单说，就是数组间的复制code

应用
经常使用做数组的扩容，如ArrayList底层数组的扩容对象

参数继承

Object src：the source array. 源数组
int srcPos：starting position in the source array. 在源数组中，开始复制的位置
Object dest：the destination array. 目标数组
int destPos：starting position in the destination data. 在目标数组中，开始赋值的位置
int length：the number of array elements to be copied. 被复制的数组元素的数量

过程详解
如下面这个例子进行分析element

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        int[] src = {1, 2, 3, 4};
        int[] dest = new int[5];
        System.arraycopy(src, 0, dest, 1, 4);

        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
0 1 2 3 4
*/

src = |1|2|3|4|
dest = |0|0|0|0|0|
执行System.arraycopy(src, 0, dest, 1, 4);时
第一步：从源数组（src）中，从下标0开始取，取4个，也就是src[0]-src[3]，即1 2 3 4四个数
第二步：把取出的数，按顺序，存放到目标数组（dest）中，从下标1开始存，存4个，也就是dest[1]-dest[4]
因此数组dest为：|0|1|2|3|4|

再来一个例子字符串

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        String[] src = {"aa", "bb", "cc", "cc"};
        String[] dest = new String[]{"a", "b", "c", "d", "e"};
        System.arraycopy(src, 1, dest, 2, 2);

        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
a b bb cc e
*/

String[] src = |"aa"|"bb"|"cc"|"cc"|
String[] dest = |"a"|"b"|"c"|"d"|"e"|
执行 System.arraycopy(src, 1, dest, 2, 2);时
第一步：从源数组（src）中，从下标1开始取，取2个，也就是src[1]-src[2]，即"bb" "cc"两个字符串
第二步：把取出的数，按顺序，存放到目标数组（dest）中，从下标2开始存，存2个，也就是dest[2]-dest[3]
因此数组dest为：|"a"|"b"|"bb"|"cc"|"e"|

注意，目标数组下标范围外的元素不会改变！get

深复制与浅复制

当数组为一维数组，且元素为基本类型或String类型时，属于深复制，即原数组与新数组的元素不会相互影响
当数组为多维数组，或一维数组中的元素为引用类型时，属于浅复制，原数组与新数组的元素引用指向同一个对象

这里说的影响，是两个数组复制后对应的元素，并不必定是下标对应

String的特殊是由于它的不可变性

1. 一维数组，元素为基本类型虚拟机

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "aa";
        String str2 = "bb";
        String str3 = "cc";
        String str4 = "dd";

        String[] src = {str1, str2, str3, str4};
        String[] dest = new String[4];

        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 4);

        System.out.println("改变前");
        print("src = ", src);
        print("dest = ", dest);

        src[0] = "abcd";

        System.out.println("改变后");
        print("src = ", src);
        print("dest = ", dest);
    }

    private static void print(String string, String[] arr) {
        System.out.print(string);
        for (String str : arr) {
            System.out.print(str + " ");
        }
        System.out.println();
    }

}
/*
改变前
src = aa bb cc dd 
dest = aa bb cc dd 
改变后
src = abcd bb cc dd 
dest = aa bb cc dd 
*/

能够看到，源数组第0个元素改变，并不会影响到目标数组

2. 多维数组

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {1, 2};
        int[] arr2 = {3, 4};
        int[] arr3 = {5, 6};
        int[] arr4 = {7, 8};

        int[][] src = new int[][]{arr1, arr2, arr3, arr4};
        int[][] dest = new int[4][];

        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 4);

        System.out.println("改变前");
        print("src = ", src);
        print("dest = ", dest);

        src[0][0] = 11111;

        System.out.println("改变后");
        print("src = ", src);
        print("dest = ", dest);
    }

    // 简单输出二维int数组的方法
    private static void print(String string, int[][] arr) {
        System.out.print(string);
        for (int[] a : arr) {
            for (int i : a) {
                System.out.print(i + " ");
            }
            System.out.print(",");
        }
        System.out.println();
    }
}
/*
改变前
src = 1 2 ,3 4 ,5 6 ,7 8 ,
dest = 1 2 ,3 4 ,5 6 ,7 8 ,
改变后
src = 11111 2 ,3 4 ,5 6 ,7 8 ,
dest = 11111 2 ,3 4 ,5 6 ,7 8 ,
*/

源数组改变后，目标数组也跟改变了，这就是浅复制

3. 一维数组，元素为引用类型

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        People p1 = new People(11, "A");
        People p2 = new People(12, "B");
        People p3 = new People(13, "C");
        People p4 = new People(14, "D");

        People[] src = new People[]{p1, p2, p3, p4};
        People[] dest = new People[4];

        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 4);

        System.out.println("改变前");
        print("src = ", src);
        print("dest = ", dest);

        src[0].setAge(111);
        src[0].setName("AAA");

        System.out.println("改变后");
        print("src = ", src);
        print("dest = ", dest);
    }

    private static void print(String string, People[] arr) {
        System.out.print(string);
        for (People p : arr) {
            System.out.print(p + ", ");
        }
        System.out.println();
    }
}
public class People {
    private int age;
    private String name;

    // get set constructor toString
}
/*
改变前
src = People{age=11, name='A'}, People{age=12, name='B'}, People{age=13, name='C'}, People{age=14, name='D'}, 
dest = People{age=11, name='A'}, People{age=12, name='B'}, People{age=13, name='C'}, People{age=14, name='D'}, 
改变后
src = People{age=111, name='AAA'}, People{age=12, name='B'}, People{age=13, name='C'}, People{age=14, name='D'}, 
dest = People{age=111, name='AAA'}, People{age=12, name='B'}, People{age=13, name='C'}, People{age=14, name='D'}, 
*/

源数组改变后，目标数组也跟改变了，这就是浅复制

总结：只有数组为一维数组，而且元素为基本类型或String类型时，才是深复制，其它都属于浅复制

异常
ArrayIndexOutOfBoundsException ArrayStoreException NullPointerException

1. ArrayIndexOutOfBoundsException
当数组越界时，抛出异常：ArrayIndexOutOfBoundsException

srcPos < 0 || destPos < 0 || length < 0
src.length < length + srcPos
dest.length < length + destPos

代码演示

// 1. srcPos < 0 || destPos < 0 || length < 0
public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        int[] src = {1, 2, 3, 4};
        int[] dest = new int[5];
        System.arraycopy(src, -1, dest, 0, 0);
        
        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
    at java.lang.System.arraycopy(Native Method)
    at com.balsam.sources.SystemArrayCopy.main(SystemArrayCopy.java:13)
*/

// 2. src.length < length + srcPos
public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        int[] src = {1, 2, 3, 4};
        int[] dest = new int[5];
        System.arraycopy(arr, 1, dest, 0, 4);
        
        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
    at java.lang.System.arraycopy(Native Method)
    at com.balsam.sources.SystemArrayCopy.main(SystemArrayCopy.java:13)
*/

// 3. dest.length < length + destPos
public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        int[] src = {1, 2, 3, 4};
        int[] dest = new int[3];
        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 4);
        
        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
    at java.lang.System.arraycopy(Native Method)
    at com.balsam.sources.SystemArrayCopy.main(SystemArrayCopy.java:13)
*/

2. ArrayStoreException
当两数据的元素类型不匹配时，抛出异常：ArrayStoreException

src元素为dest元素的子类时，是能够复制的，特殊地，int不是Object的子类（或者说，不存在继承的概念），因此，下例中，把int[] src = {1, 2, 3, 4};改成Integer[] src = {1, 2, 3, 4};，是不会报错的

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        int[] src = {1, 2, 3, 4};
        Object[] dest = new Object[3];
        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 4);
        
        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ArrayStoreException
    at java.lang.System.arraycopy(Native Method)
    at com.balsam.sources.SystemArrayCopy.main(SystemArrayCopy.java:13)
*/

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        Object[] src = {1, 2, 3, 4};
        int[] dest = new int[3];
        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 4);

        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ArrayStoreException
    at java.lang.System.arraycopy(Native Method)
    at com.balsam.sources.SystemArrayCopy.main(SystemArrayCopy.java:13)
*/

3. NullPointerException
当两个数组，有一个为null时，抛出异常：NullPointerException

public class SystemArrayCopy {

    public static void main(String[] args) {
        int[] src = {1, 2, 3, 4};
        int[] dest = null;
        System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 4);

        for (Object o : dest) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at java.lang.System.arraycopy(Native Method)
    at com.balsam.sources.SystemArrayCopy.main(SystemArrayCopy.java:13)
*/