關於System.arrayCopy()方法

来源:https://www.cnblogs.com/jay8576/archive/2018/09/15/9649591.html
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java其實沒有二維數組的概念,平常實現的二維數組只是元素是一維數組的一維數組,而數組也是引用類型,繼承自Object類。數組是new出來的。這些性質也就導致arraycopy()二維數組時出現的問題。 1、首先對於一維數組,如果元素都是基礎類型(如int,double等),使用arraycopy( ...


java其實沒有二維數組的概念,平常實現的二維數組只是元素是一維數組的一維數組,而數組也是引用類型,繼承自Object類。數組是new出來的。這些性質也就導致arraycopy()二維數組時出現的問題。

1、首先對於一維數組,如果元素都是基礎類型(如int,double等),使用arraycopy()方法後,是把原數組的值傳給了新數組,屬於值傳遞,故修改複製後的數組,原數組不受到影響。如果是不可變類如String,雖然屬於引用傳遞,但是具有不可變的特征,故修改複製後的數組,原數組不受到影響。
2、對於二維數組,數組的第一維裝的是一個一維數組的引用,第二維里是元素數值。對二維數組應用arraycopy()方法後,第一維的引用被覆制給新數組的第一維,也就是兩個數組的第一維都指向相同的“那些數組”。而這時改變其中任何一個數組的元素的值,其實都修改了“那些數組”的元素的值,所以原數組和新數組的元素值都一樣了。

System.arraycopy()的實現方法:
首先查看System.arraycopy()的API
public static void arraycopy(Object src,
int srcPos,
Object dest,
int destPos,
int length)將指定源數組中的數組從指定位置複製到目標數組的指定位置。 陣列組件的一個子序列被從通過引用的源陣列複製src被引用的目標陣列dest 。 複製的組件數量等於length參數。 源陣列中位置srcPos至srcPos+length-1的組件分別複製到目標陣列的位置destPos至destPos+length-1 。
如果src個dest參數指代相同的數組對象,則被處理是否在位置上的部件進行複印srcPos通過srcPos+length-1首先被覆制到一個臨時的陣列length組分,然後將臨時數組的內容被覆制到的位置destPos通過destPos+length-1目標數組的。

其中 Arrays.copy是JDK1.6中引用的新方法。它調用了System.arraycopy完成相關數組的複製。
在JDK1.6中ArrayList的相關add remove等操作都是調用System.arraycopy來對其底層的Object[]elementData數組進行操作的。
LinkedList則使用一個Entry的內部類,其有指向next和previous的引用保存元素,它的遍歷則先計算出所需index和size>>1(以為後的大小),確定是通過previous還是next遍歷。
查看System.arraycopy() 的源碼:
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length);
可以看到它是native方法,一般是藉助C/C++實現的,Java無法直接訪問到操作系統底層(如系統硬體等),為此Java使用native方法來擴展Java程式的功能。

  可以將native方法比作Java程式同C程式的介面,其實現步驟:

  1、在Java中聲明native()方法,然後編譯;

  2、用javah產生一個.h文件;

  3、寫一個.cpp文件實現native導出方法,其中需要包含第二步產生的.h文件(註意其中又包含了JDK帶的jni.h文件);

  4、將第三步的.cpp文件編譯成動態鏈接庫文件;

  5、在Java中用System.loadLibrary()方法載入第四步產生的動態鏈接庫文件,這個native()方法就可以在Java中被訪問了。

最後關於幾種數組複製的效率問題:
1、for迴圈,手動複製
2、System.arraycopy()方法
3、Arrays.copyOf()方法
4、clone()方法
結論:
由於System.arraycopy()是最貼近底層的,其使用的是記憶體複製,省去了大量的數組定址訪問等時間,故效率最高。
對於Arrays.copyOf()方法查看源碼可以看到:
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;
}
它是藉助System.arraycopy()方法實現的,故效率次於System.arraycopy()
clone()方法效率是最低的,一般需要重寫,clone的方法Object執行特定的克隆操作。 首先,如果此對象的類不實現介面Cloneable ,則拋出CloneNotSupportedException 。 請註意,所有數組都被認為是實現介面Cloneable ,並且數組類型T[]的clone方法的返回類型是T[] ,其中T是任何引用或原始類型。 否則,該方法將創建該對象的類的新實例,並將其所有欄位初始化為完全符合該對象的相應欄位的內容,就像通過賦值一樣。 這些欄位的內容本身不被克隆。 因此,該方法執行該對象的“淺拷貝”,而不是“深度拷貝”操作。如果需要“深度拷貝”操作,則需要遞歸clone()
對於數組空間小的情況下,前三種差別不大,對於比較大的數組,便可以明顯看出差別。


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