Java数组添加元素详解：多种方法及性能比较108

Java数组是存储相同数据类型元素的有序集合，其长度在创建时固定。然而，在实际编程中，我们经常需要向已有的数组中添加元素。由于Java数组长度不可变，直接添加元素是不可能的。我们需要借助其他方法来实现“添加”元素的效果。本文将详细介绍几种常用的Java数组添加元素的方法，并比较它们的性能差异，帮助你选择最适合你场景的方法。

方法一：使用`ArrayList`

`ArrayList`是Java集合框架中一个动态数组实现，它可以自动调整大小以容纳新的元素。这是处理动态数组添加需求最简单、最有效的方法。 `ArrayList`底层仍然使用数组，但它会自动处理数组大小的调整，避免了手动处理数组扩容的复杂性。以下是使用`ArrayList`添加元素的示例：```java
import ;
import ;
import ;
public class AddToArray {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个ArrayList
List arrayList = new ArrayList((1, 2, 3));
// 添加元素
(4); // 添加到末尾
(1, 5); // 在索引1处添加
// 打印ArrayList
(arrayList); // 输出：[1, 5, 2, 3, 4]
}
}
```

这种方法的优点是简单易用，缺点是需要额外的内存开销来存储`ArrayList`对象本身，并且在频繁进行添加和删除操作时，可能导致性能下降，因为`ArrayList`的扩容机制需要进行数组复制。

方法二：创建新的数组并复制

如果不想使用`ArrayList`，我们可以创建一个新的、更大的数组，将原数组元素复制到新数组中，然后添加新元素到新数组。这种方法更贴近底层操作，可以更好地控制内存使用，但代码实现相对复杂。```java
public class AddToArray2 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3};
int newElement = 4;
// 创建一个新的数组，大小比原数组大1
int[] newArr = new int[ + 1];
// 复制原数组元素到新数组
(arr, 0, newArr, 0, );
// 添加新元素
newArr[] = newElement;
// 打印新数组
((newArr)); // 输出：[1, 2, 3, 4]
// 添加到指定位置 (需要手动移动元素)
int[] arr2 = {1,2,3};
int indexToAdd = 1;
int elementToAdd = 5;
int[] newArr2 = new int[ + 1];
(arr2, 0, newArr2, 0, indexToAdd);
newArr2[indexToAdd] = elementToAdd;
(arr2, indexToAdd, newArr2, indexToAdd + 1, - indexToAdd);
((newArr2)); // 输出：[1, 5, 2, 3]
}
}
```

这种方法虽然效率较高，尤其是在添加元素到末尾时，但是代码比较繁琐，容易出错，特别是当需要在数组中间插入元素时，需要进行元素的移动，效率会显著降低。

方法三：使用`()`优化复制

在方法二中，我们使用了`()`方法进行数组复制，这是Java提供的原生方法，效率非常高。对于大数组，使用`()`比手动循环复制效率更高。

性能比较:

一般情况下，`ArrayList`在添加少量元素时性能较好，因为它避免了频繁的数组复制。但当需要添加大量元素或者频繁进行添加删除操作时，`ArrayList`的性能可能会下降。手动创建新数组并复制的方法在添加元素到数组末尾时性能较好，尤其对于大数组，`()`方法可以显著提高效率，但在数组中间插入元素时性能较差。

总结:

选择哪种方法取决于你的具体需求。如果需要动态添加元素并且对性能要求不高，`ArrayList`是首选。如果需要对性能进行优化，并且添加操作主要在数组末尾进行，那么手动创建新数组并使用`()`复制是更有效的方法。如果需要在数组中间插入元素，则需要权衡性能和代码复杂度。记住，Java数组长度固定，添加元素实际上是创建新的数组并复制数据。

2025-05-16

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