如何增加数组的长度

Question

我有一个简短的问题。在Java中，我有一个整数数组，需要在整个类中使其长度变化。具体来说，我需要在特定情况下将其增加一个。我尝试像这样。

        sbgHeadX = new int[ numberOfSBG ];

我想在需要时增加整数变量numberOfSBG的值，但我觉得这样做行不通。是否还有其他方法？

- kullalok

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你能给出一个合理的最大值吗？显然，你的数组永远不可能比Integer.MAX_VALUE更大，但是如果你知道你的数组也永远不会超过300，你可以将其长度设置为300。 - emory

@emory - 个人而言，我认为这样做是一种明显的代码异味：结果是一个数组，其中有些元素“不应该被使用”。这是一种容易出错和笨拙的编码风格，需要传递一个单独的变量来表示有效元素的数量。同时也打破了.size()返回可用元素数的假设。 - ToolmakerSteve

如果你不使用 ArrayList，那么你将不得不重新创建它。 - NomadMaker

Answer 1

如果你不想或不能使用ArrayList，那么有一个实用工具方法：

Arrays.copyOf() 

这将允许您指定新的大小，同时保留元素。

- Jakub Zaverka

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@TheUnfunCat 是的，我已经删除了它。谢谢。 - Erre Efe

Answer 2

Java中的数组大小在声明时被确定，是固定的。如果要增加数组的大小，你需要创建一个更大的新数组，并将所有旧值复制到新数组中。

例如：

char[] copyFrom  = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' };
char[] copyTo    = new char[7];

System.out.println(Arrays.toString(copyFrom));
System.arraycopy(copyFrom, 0, copyTo, 0, copyFrom.length);
System.out.println(Arrays.toString(copyTo));

或者你可以使用像List这样的动态数据结构。

- Hunter McMillen

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在我看来，如Jakub的回答所示使用Arrays.copyOf()会使代码更短、更易读。 - ToolmakerSteve

Answer 3

我建议您使用 ArrayList，因为您不必再担心长度问题了。一旦创建，您无法修改数组的大小：

数组是一个容器对象，它包含固定数量的单一类型值。在创建数组时确定其长度，创建后其长度是固定的。

（来源）

- talnicolas

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我该如何访问ArrayList的特定索引？ - kullalok

@user1276078 yourArraylist.get(2) 相当于 yourClassicArray[2]。 - talnicolas

虽然这样做是可行的，但可能会导致不必要的自动装箱，因为OP指出它是基本类型int。Java集合需要以对象形式作为值，因此每次调用集合方法时JVM都会将所有值转换为Integer。这可能随着时间的推移而变得昂贵。显然，程序员需要决定是否值得执行像Hunter McMillen在下面建议的“开销”，但我认为他的答案更准确地回答了这个问题。 - Steve Siebert

OP问如何改变数组的大小，他并没有要求提供数组的替代方案。-1 - arkon

Answer 4

先说一下：

• 在Java中，一旦创建了一个数组，它的长度就固定了。数组无法调整大小。
• 您可以使用 Arrays.copyOf() 方法将数组的元素复制到一个不同大小的新数组中。这是最简单的方法。
• 如果您需要一个可变大小的集合，最好使用 ArrayList 而不是数组。

话虽如此，在某些情况下，您可能别无选择，只能更改在代码外部创建的数组的大小。¹这唯一的方法是操作创建数组的代码生成的字节码。

概念验证

以下是一个小的概念验证项目，它使用 Java instrumentation 来动态更改数组的大小²。该示例项目是一个带有以下结构的 Maven 项目：

.
├─ pom.xml
└─ src
   └─ main
      └─ java
         └─ com
            └─ stackoverflow
               └─ agent
                  ├─ Agent.java
                  └─ test
                     └─ Main.java

Main.java

这个文件包含目标类，我们将要操作它的字节码：

package com.stackoverflow.agent.test;

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = {"Zero"};

        fun(array);

        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }

    public static void fun(String[] array) {
        array[1] = "One";
        array[2] = "Two";
        array[3] = "Three";
        array[4] = "Four";
    }
}

在main方法中，我们创建了一个大小为1的String数组。在fun方法中，4个额外的值被分配到数组范围之外。按照当前的代码运行显然会导致错误。 Agent.java 这个文件包含了将执行字节码操作的类：

package com.stackoverflow.agent;

import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.security.ProtectionDomain;

public class Agent {
    public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation) {
        instrumentation.addTransformer(new ClassFileTransformer() {
            public byte[] transform(ClassLoader l, String name, Class<?> c,
                    ProtectionDomain d, byte[] b) {

                if (name.equals("com/stackoverflow/agent/test/Main")) {
                    byte iconst1 = (byte) 0x04;
                    byte iconst5 = (byte) 0x08;
                    byte anewarray = (byte) 0xbd;

                    for (int i = 0; i <= b.length - 1; i++) {
                        if (b[i] == iconst1 && b[i + 1] == anewarray) {
                            b[i] = iconst5;
                        }
                    }

                    return b;
                }

                return null;
            }
        });
    }
}

在字节码级别上，Main 类中创建 String 数组包含两个命令：

• iconst_1，将值为 1 的 int 常量推送到栈上 (0x04)。
• anewarray，弹出栈上的值并创建相同大小的引用数组³ (0xbd)。 以上代码查找 Main 类中的这种命令组合，如果找到，则将 const_1 命令替换为 const_5 命令 (0x08)，从而有效地将数组的维度更改为 5。⁴

pom.xml

Maven POM 文件用于构建应用程序 JAR 并配置主类和 Java 代理类。⁵

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
                             http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

  <groupId>com.stackoverflow</groupId>
  <artifactId>agent</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>

  <build>
    <finalName>${project.artifactId}</finalName>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
        <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
        <version>3.1.1</version>
        <configuration>
          <archive>
            <manifestEntries>
              <Main-Class>com.stackoverflow.agent.test.Main</Main-Class>
              <Premain-Class>com.stackoverflow.agent.Agent</Premain-Class>
              <Agent-Class>com.stackoverflow.agent.Agent</Agent-Class>
              <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
            </manifestEntries>
          </archive>
        </configuration>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>

构建和执行

可以使用标准命令mvn clean package构建示例项目。

未引用代理代码进行执行将导致预期错误：

$> java -jar target/agent.jar 
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 1
        at com.stackoverflow.agent.test.Main.fun(Main.java:15)
        at com.stackoverflow.agent.test.Main.main(Main.java:9)

执行代理代码将产生以下结果：

$> java -javaagent:target/agent.jar -jar target/agent.jar
[Zero, One, Two, Three, Four]

这证明了通过字节码操作成功改变了数组的大小。

---

^{1 在这里和这里的问题中出现了这样的情况，后者促使我写下这个答案。
2 技术上，示例项目并没有调整数组大小。它只是使用不同于代码中指定的大小创建了一个数组。实际上，在保持其引用并复制其元素的同时调整现有数组的大小会更加复杂。
3 对于原始数组，相应的字节码操作将是newarray (0xbc)。
4 如前所述，这只是一个概念验证（而且非常hacky）。一个更健壮的实现可以使用像ASM这样的字节码操作库，在任何newarray或anewarray命令之前插入一个pop命令，然后是一个sipush命令。有关该解决方案的一些更多提示可以在这个答案的评论中找到。
5 在实际场景中，代理代码显然会在单独的项目中。}

- Robby Cornelissen

Answer 5

你可以利用ArrayList。数组具有固定的大小。

这个示例可以帮助你。该示例的输出非常简单易懂。

输出： 2 5 1 23 14 新长度：20 索引为5的元素：29 列表大小：6 删除索引为2的元素：1 2 5 23 14 29

- Dalpat Singh

Answer 6

按照定义，数组是固定大小的。您可以使用ArrayList代替它，它是一个“动态大小”的数组。实际上，发生的情况是VM通过ArrayList公开的数组“调整大小”。

另请参阅

*使用后向复制数组

- Erre Efe

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实际上发生的是虚拟机会调整Arraylist公开的数组的大小。这是错误的。事实上，ArrayList的代码会创建一个新的支撑数组，并将现有数组的内容复制到新数组中。数组长度不能被改变，即使是虚拟机也不行。这将违反Java语言规范。 - Stephen C

你还只对了一半。这不是JVM做出的调整。ArrayList类在普通的Java代码中完成了它...而且数组并没有被数组列表暴露出来...它是一个被数组列表隐藏的私有对象。 - Stephen C

当你提到“使用复制回数组”时，一个Java新手会问的下一个问题是...“什么是复制回数组”。而对于这个问题的答案是并不存在所谓的“复制回数组”。我认为你真正想表达的是...嗯...“ArrayList的代码创建一个新的后备数组，并将现有数组的内容复制到其中”。 - Stephen C

Answer 7

Item[] newItemList = new  Item[itemList.length+1];
    //for loop to go thorough the list one by one
    for(int i=0; i< itemList.length;i++){
        //value is stored here in the new list from the old one
        newItemList[i]=itemList[i];
    }
    //all the values of the itemLists are stored in a bigger array named newItemList
    itemList=newItemList;

- karanbir singh

Answer 8

数组长度变更方法示例（包括旧数据复制）：

static int[] arrayLengthChange(int[] arr, int newLength) {
    int[] arrNew = new int[newLength];
    System.arraycopy(arr, 0, arrNew, 0, arr.length);
    return arrNew;
}

- Valeriy Tra

Answer 9

如果数组不是在堆内存中声明的（请参见下面的代码，其中首先要求用户输入第一个数组，然后询问您想要增加多少个数组元素，并复制以前的数组元素），则无法增加数组的长度：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int * increasesize(int * p,int * q,int x)
{
    int i;
    for(i=0;i<x;i++)
    {
         q[i]=p[i];
    }
    free(p);
    p=q;
    return p;
}
void display(int * q,int x)
{
    int i;
    for(i=0;i<x;i++)
    {
        printf("%d \n",q[i]);
        
    }
}

int main()
{
    int x,i;
    printf("enter no of element to create array");
    scanf("%d",&x);
    int * p=(int *)malloc(x*sizeof(int));
    printf("\n enter number in the array\n");
    for(i=0;i<x;i++)
    {
        scanf("%d",&p[i]);
    }
    int y;
    printf("\nenter the new size to create new size of array");
    scanf("%d",&y);
    int * q=(int *)malloc(y*sizeof(int));
    display(increasesize(p,q,x),y);
    free(q);
}

- Ujjawal Mandhani

Answer 10

回答你的问题，而不是简单地说“使用ArrayList”，这可能并不总是一个选择，特别是当你想要最佳性能时：

没有原生的方法可以做到这一点，但你可以使用类似于这样的方法：

int[] newArray = new int[oldArray.length + 1];
System.arrayCopy(oldArray, 0, newArray, 0, oldArray.length);
oldArray = newArray;

就是这样，最后一个位置是可以自由使用的。请注意，您可以将“1”更改为任何您喜欢的数字。如果您经常使用此代码，还可以将其制作成方法。

- Blaldas