Java版C语言版简单使用静态语言实现动态数组的方法

时间:2021-04-03 人气:0

动态语言相对于静态语言的一个优势，就是数组可以不需要预先确定大小，对于一些数组长度不确定的场景下是非常有用的。像PHP，只需要声明一下数组 $arr = array() 然后就可以直接 $arr[] = 1,$arr[] = 2,$arr[] = 3...这样一直加元素了,删除一个元素就直接使用unset($arr[1]),元素的空间就被释放了,而C和JAVA原生的数组就没有这么方便，声明的时候就必须先预先确定长度，由编译器分配相应的内存空间。不过通过一些巧妙的做法，也是可以实现一样的功能的，这也是本文的主要内容。

JAVA版

JAVA自带了一个集合类ArrayList，可以实现动态数组的功能，相比原生的数组，使用起来非常方便。在阅读Tomcat源码的时候，发现出于性能考虑使用了原生的数组，而没有直接使用原生的ArrayList，自己实现了一个动态数组，下面的这个实现就是直接从Tomcat的源码借鉴过来的。

实现思路

动态添加元素

初始化一个数组，大小固定。

获取源数组的大小，在方法区里面申请一个比原有数组大1位的数组。

关键的内容是，调用System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length)，从src的0位复制src.length位到dest的0位，这里用系统自带的方法比较方便，也可以自己写一个循环进行复制。

把要添加的元素放到新数组的最后一位。

返回元素，把新数组的指针复制到原数组变量，JAVA的数组是引用型的，执行 src=dest 后，两者实际上是指向同一个内存地址。

动态删除元素

初始化一个数组，大小固定。

在方法区申请一个比原生数组小一位的数组

从index位开始，把后面的元素同时往前移动一位，覆盖要删除的元素。

返回元素，把改变原数组的指向到新数组

package demo;
import java.util.Arrays;
public class DiyArrayListDemo {
  public static void main(String[] args){
    int[] arr = {5,8,10};
    System.out.println(Arrays.toString(arr));//=>[5, 8, 10]
    arr = DiyArrayList.add(arr, 15);
    arr = DiyArrayList.add(arr, 20);
    arr = DiyArrayList.add(arr, 25);
    System.out.println(Arrays.toString(arr)); //=>[5, 8, 10, 15, 20, 25]
    arr = DiyArrayList.remove(arr, 1);
    System.out.println(Arrays.toString(arr)); //=>[5, 10, 15, 20, 25]
  }
}
class DiyArrayList{
  public static int[] add(int[] src,Integer newData){
    //定义目标数组，长度是比原始数组多一位
    int[] dest = new int[src.length+1];
    //从src的0位开始，复制到dest的0位置，复制长度是src的长度
    System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length);
    //填充最后一位的值
    dest[src.length] = newData;
    return dest;
  }
  public static int[] remove(int[] src,Integer index){
    //定义目标数组，长度是比原始数组少一位
    int[] desc = new int[src.length-1];
    for(int i=0; i<src.length; i++){
      //超过索引index的数据往前移动一位
      if(i > index){
        desc[i-1] = src[i];
      }else{
        desc[i] = src[i];
      }
    }
    return desc;
  }
}

C语言版

C语言中实现动态数组相对比较复杂一点，因为C语言要对指针，内存进行操作。开始之前需要定义一个结构体arrayList和结构体变量ArrayList，里面包含两个数组，一个是int类型的指针，用来指向存储int型数组的内存，还有一个count，用来记录数组的长度，因为通过malloc(),realloc()进行动态内存分配（程序执行的时候分配），用sizeof()是无法获取到正确的内存长度的，所以必须要定义一个变量count去记录到底向系统申请了多少内存。为什么需要用malloc而不是像JAVA那样直接用new int[] 来创建一个数组呢？这就涉及了JAVA和C内存分配的一个区别，JAVA方法里面的数组是存放在堆中，而C函数里面的数组分配的内存是存放在栈中的，函数执行结束，数组的内存空间就会被释放，因此需要用malloc从栈申请空间。

实现思路

动态添加元素

通过realloc() 重新申请一个新的内存空间，空间比当前数组的大一个int长度，通过int*类型的指针指向该空间。

把数据放在数组的最后一位。

把记录的数组长度进行++操作。

动态删除元素

判断函数传入的index是否有效。

把大于index的数组数据往前移动一个索引。

重新申请空间，数组长度缩减一个int长度。

把记录的数组长度进行--操作。

demo.h

//定义一个结构体，data里面储存的是int类型指数组，count存储的是数组的长度
typedef struct arrayList {
  int* data;
  int count;
} ArrayList;
void initArrayList(ArrayList* list);
void arrayListAdd(ArrayList* list, int data);
void arrayListRemove(ArrayList* list, int index);
void printAll(ArrayList list);
demo.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "test.h"
int main() {
  ArrayList arrayList;
  initArrayList(&arrayList);
  arrayListAdd(&arrayList, 10);
  arrayListAdd(&arrayList, 13);
  arrayListAdd(&arrayList, 15);
  arrayListRemove(&arrayList, 2);
  printAll(arrayList);
}
/********************************
函数名:initArrayList()
功能：初始化ArrayList结构体
输入：ArrayList类型结构体指针
输出：无
*/
void initArrayList(ArrayList* arrayList) {
  arrayList->data = NULL;
  arrayList->count = 0;
}
/*******************************
函数名:arrayListAdd()
功能：添加数据到ArrayList类型结构体里面的数组
输入：ArrayList类型结构体指针，int类型数据
输出：无
*/
void arrayListAdd(ArrayList* list, int data) {
  int count = list->count;
  //重新申请空间，空间比现在的长度大1个int长度
  int* newDataArr = (int*)realloc(list->data,sizeof(int) * (++count));
  if (newDataArr != NULL) {
    list->data = newDataArr;
    list->data[count - 1] = data;
    list->count++;
  }
  else {
    puts("申请空间失败");
  }
}
/*******************************
函数名：arrayListRemove()
功能：根据index删除ArrayList类型结构体里面的数组元素
输入：ArrayList类型结构体指针，int类型索引
输出：无
*/
void arrayListRemove(ArrayList* list, int index) {
  if (index > list->count) {
    puts("超出数组索引");
    exit(1);
  }
  //把大于index的数组数据往前移动一个索引
  for (int i = 0; i < list->count; i++) {
    if (i > index) {
      list->data[i - 1] = list->data[i];
    }
  }
  int count = list->count;
  //重新申请空间，数组长度缩减一个int长度
  int *newDataArr = realloc(list->data, sizeof(int) * (--count));
  if (newDataArr != NULL) {
    list->data = newDataArr;
    list->count = count;
  }
  else {
    puts("申请空间失败");
  }
}
/********************************
函数名：打印所有数组
输入：ArrayList类型结构体
*/
void printAll(ArrayList list) {
  for (int i = 0; i < list.count; i++) {
    printf("%d \r\n", list.data[i]);
  }
}

总结

以上所述是小编给大家介绍的Java简单使用静态语言实现动态数组，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对网站的支持！

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