Java数组合并：深入探讨concat操作及高效替代方案69

在Java中，直接像某些语言（例如JavaScript的`concat()`方法）那样简单地合并数组并非易事。Java的数组长度是固定的，这意味着你不能直接“追加”元素到现有数组中。这篇文章将深入探讨Java中数组合并的各种方法，比较它们的效率，并推荐最佳实践，最终帮助你选择最适合你场景的解决方案。

为什么Java没有内置的`concat()`方法？

Java的设计哲学强调类型安全和性能。动态调整数组大小会带来性能开销，因为这需要创建新的数组并复制所有元素。为了避免潜在的性能问题和不必要的内存分配，Java选择不提供类似于JavaScript `concat()` 的直接数组合并方法。这使得程序员需要更明确地管理内存，从而提升代码的可预测性和性能。

常用的Java数组合并方法：

1. 使用`()`：

这是最有效率的原生Java方法，因为它直接在内存层面进行复制，避免了对象创建开销。 `()` 接受五个参数：源数组、源数组起始索引、目标数组、目标数组起始索引、复制的元素个数。以下是一个例子：```java
public static int[] concatArrays(int[] arr1, int[] arr2) {
int[] result = new int[ + ];
(arr1, 0, result, 0, );
(arr2, 0, result, , );
return result;
}
```

这种方法直接操作内存，速度最快，特别是在处理大型数组时优势明显。但它需要手动计算新数组的长度，且代码略显冗长。

2. 使用`()` 和循环：

`()` 方法可以复制数组的一部分。我们可以结合循环来实现数组合并：```java
public static int[] concatArrays2(int[] arr1, int[] arr2) {
int[] result = new int[ + ];
(arr1, 0, result, 0, );
(arr2,0, result, , );
return result;
}
```

这种方法比 `()` 更易读，但性能上几乎没有区别，因为底层实现可能仍然是调用了 `()`。

3. 使用`ArrayList`：

`ArrayList` 是动态数组，可以方便地添加元素。我们可以先将数组转换为 `ArrayList`，然后使用 `addAll()` 方法合并，最后再转换为数组：```java
import ;
import ;
import ;
public static int[] concatArrays3(int[] arr1, int[] arr2) {
List list = new ArrayList();
((arr1).boxed().toList());
((arr2).boxed().toList());
return ().mapToInt(Integer::intValue).toArray();
}
```

这种方法更简洁易懂，但由于涉及到装箱拆箱操作和多次对象创建，性能略逊于使用 `()` 的方法，尤其是在处理大量数据时。

4. 使用 Streams (Java 8+)：

Java 8 引入的 Streams API 提供了更简洁的数组操作方式。我们可以使用 `()` 来合并两个数组的流，然后转换为新的数组：```java
import ;
import ;
public static int[] concatArrays4(int[] arr1, int[] arr2) {
return ((arr1), (arr2)).toArray();
}
```

Streams 的方法优雅简洁，但性能方面与 `()` 类似，甚至可能略慢，因为 Streams 会涉及到中间对象的创建和管理。选择 Streams 主要考虑代码可读性和简洁性。

性能比较：

在实际应用中，`()` 方法通常是效率最高的。 `ArrayList` 方法由于装箱拆箱操作，性能较差。Streams API 的性能与 `()` 较为接近，但代码更简洁。选择哪种方法取决于你的优先级：性能还是代码可读性。对于大型数组，优先选择 `()`；对于小型数组或追求代码简洁性，可以选择 Streams API 或 `()`。

最佳实践：

对于需要频繁进行数组合并的操作，建议预先分配足够大的数组，以避免频繁的数组复制和内存重新分配。如果数组大小未知，可以使用 `ArrayList` 或其他动态数组结构。选择合适的方法取决于数组大小、合并频率以及代码可读性的要求。

Java 没有直接的数组合并方法，但这并不意味着数组合并很困难。本文介绍了多种数组合并方法，并对它们的效率进行了比较。程序员应该根据实际情况选择最合适的方案，权衡性能和代码可读性之间的关系。对于追求最高性能的情况，`()` 是首选；对于追求代码简洁性，Streams API 或 `ArrayList` 是不错的选择。

2025-05-30

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