Java整型数组高效拼接与合并：全面策略解析与实践255

在Java编程中，我们经常会遇到需要将两个或多个整型数组（int[]）合并成一个新数组的场景。与动态集合（如ArrayList）不同，Java的原生数组在创建时其大小是固定的，这意味着我们不能简单地在一个现有数组的末尾“添加”另一个数组。因此，数组拼接的本质是创建一个足够大的新数组，然后将所有源数组的元素逐一复制到这个新数组中。本文将深入探讨在Java中实现整型数组高效拼接的多种策略，包括基础循环、底层系统方法、Stream API以及第三方库，并分析它们的优缺点及适用场景。

为了增强代码的鲁棒性，本文提供的示例代码在处理传入的数组时，都会进行null检查，并将其视为空数组new int[0]处理，以避免潜在的NullPointerException。

1. 基础循环法 (Basic Loop Method)

这是最直观、最容易理解的方法。其核心思想是首先计算出两个源数组的总长度，创建一个新数组，然后使用两个独立的循环分别将源数组的元素复制到新数组中。

public class ArrayConcatenation {
public static int[] concatArraysLoop(int[] arr1, int[] arr2) {
// 处理null数组，将其视为空数组
if (arr1 == null) arr1 = new int[0];
if (arr2 == null) arr2 = new int[0];
int[] result = new int[ + ];
int currentIndex = 0; // 用于记录当前在新数组中的插入位置
// 复制第一个数组的元素
for (int x : arr1) {
result[currentIndex++] = x;
}
// 复制第二个数组的元素
for (int x : arr2) {
result[currentIndex++] = x;
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arrA = {1, 2, 3};
int[] arrB = {4, 5, 6};
int[] mergedArrLoop = concatArraysLoop(arrA, arrB);
("基础循环法: ");
for (int i : mergedArrLoop) {
(i + " "); // 输出: 1 2 3 4 5 6
}
();
}
}

优点： 实现简单，逻辑清晰，易于理解和调试。

缺点： 代码相对冗长，效率不如底层系统方法。当需要拼接的数组数量增多时，代码重复度高，且每次复制都需要进行边界检查。

2. 使用 () 方法 (Efficient Native Copy)

() 是Java提供的一个原生（native）方法，用于高效地复制数组。它在底层通常通过C/C++实现，因此性能非常高，特别适用于大数组的复制。该方法接受五个参数：源数组、源数组起始位置、目标数组、目标数组起始位置、要复制的元素数量。
src: 源数组
srcPos: 源数组中的起始位置
dest: 目标数组
destPos: 目标数组中的起始位置
length: 要复制的元素数量

import ;
public class ArrayConcatenation {
public static int[] concatArraysSystemCopy(int[] arr1, int[] arr2) {
if (arr1 == null) arr1 = new int[0];
if (arr2 == null) arr2 = new int[0];
int[] result = new int[ + ];
// 复制第一个数组到结果数组的开头
(arr1, 0, result, 0, );
// 复制第二个数组到结果数组的第一个数组元素之后
(arr2, 0, result, , );
return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arrA = {1, 2, 3};
int[] arrB = {4, 5, 6};
int[] mergedArrSystemCopy = concatArraysSystemCopy(arrA, arrB);
("法: ");
((mergedArrSystemCopy)); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}

优点： 性能极高，是Java中复制数组最高效的方式之一，因为它直接操作内存，避免了循环和边界检查的开销。

缺点： 方法签名参数较多，理解和使用需要一定的注意。如果参数传递错误容易引发IndexOutOfBoundsException。需要手动计算目标数组的起始位置。

3. 结合 () 和 ()

() 是 () 的一个便捷封装，它可以创建一个新数组并复制指定长度的元素。我们可以先用它来复制第一个数组（同时预留足够的空间给第二个数组），然后用 () 来复制第二个数组。

import ;
public class ArrayConcatenation {
public static int[] concatArraysCopyOfAndSystemCopy(int[] arr1, int[] arr2) {
if (arr1 == null) arr1 = new int[0];
if (arr2 == null) arr2 = new int[0];
// 复制第一个数组，并预留第二个数组的空间
int[] result = (arr1, + );
// 复制第二个数组到第一个数组的末尾之后
(arr2, 0, result, , );
return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arrA = {1, 2, 3};
int[] arrB = {4, 5, 6};
int[] mergedArrCopyOfSC = concatArraysCopyOfAndSystemCopy(arrA, arrB);
("copyOf + 法: ");
((mergedArrCopyOfSC)); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}

优点： 相对于纯 ()，第一步操作更加简洁。仍然保持了高效的性能，因为底层也是调用。

缺点： 本质上仍是两次复制操作。

4. 使用 Java 8 Stream API ()

从Java 8开始，Stream API提供了一种更加函数式和声明式的方式来处理集合数据。对于基本类型数组，我们可以使用()来拼接两个流，然后收集成一个新数组。

import ;
import ;
public class ArrayConcatenation {
public static int[] concatArraysStream(int[] arr1, int[] arr2) {
if (arr1 == null) arr1 = new int[0];
if (arr2 == null) arr2 = new int[0];
return ((arr1), (arr2))
.toArray();
}
public static void main(String[] args) {
int[] arrA = {1, 2, 3};
int[] arrB = {4, 5, 6};
int[] mergedArrStream = concatArraysStream(arrA, arrB);
("Stream API法: ");
((mergedArrStream)); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}

优点： 代码简洁、富有表达力，符合函数式编程风格。当需要进行额外的中间操作（如过滤、映射）时，可以无缝集成。使用IntStream避免了基本类型到包装类型的装箱/拆箱。

缺点： 对于非常小的数组，可能存在一定的性能开销（流的创建、管道的设置等），通常不如直接操作内存快。可读性对于不熟悉Stream API的开发者来说可能稍差。

5. 使用 ArrayList 作为中间容器

这种方法先将两个数组的元素添加到ArrayList中，然后将ArrayList转换为数组。虽然不是最直接的拼接方式，但在需要频繁添加或删除元素，或者不确定最终数组大小时，这种方法会非常灵活。

import ;
import ;
import ;
public class ArrayConcatenation {
public static int[] concatArraysWithList(int[] arr1, int[] arr2) {
if (arr1 == null) arr1 = new int[0];
if (arr2 == null) arr2 = new int[0];
List list = new ArrayList();
// 将第一个数组的元素添加到List
for (int x : arr1) {
(x);
}
// 将第二个数组的元素添加到List
for (int x : arr2) {
(x);
}
// 将List 转换为 int[]
// 方式一：使用Stream API (Java 8+)
return ().mapToInt(Integer::intValue).toArray();
// 方式二：传统循环转换
// int[] result = new int[()];
// for (int i = 0; i < (); i++) {
// result[i] = (i);
// }
// return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arrA = {1, 2, 3};
int[] arrB = {4, 5, 6};
int[] mergedArrList = concatArraysWithList(arrA, arrB);
("ArrayList中间容器法: ");
((mergedArrList)); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}

优点： 极大的灵活性，易于扩展以处理更多数组或在拼接过程中进行其他操作，例如过滤、去重等。不需要预先知道最终数组的大小。

缺点： 性能开销较大，因为它涉及到对象的装箱（int到Integer）、ArrayList的动态扩容以及最终将List转换回int[]的额外步骤。不推荐用于对性能要求极高的场景。

6. 使用第三方库 (如 Google Guava 或 Apache Commons Lang)

许多成熟的第三方库都提供了数组操作的实用工具，这些工具通常经过高度优化和充分测试，并且代码简洁。

使用 Google Guava：

Guava 的 Ints 类提供了一个静态方法 concat()，专门用于拼接基本类型整数数组。

// 需要引入 Google Guava 库 (例如 Maven 依赖: :guava:31.1-jre)
import ;
import ;
public class ArrayConcatenation {
public static int[] concatArraysGuava(int[] arr1, int[] arr2) {
if (arr1 == null) arr1 = new int[0];
if (arr2 == null) arr2 = new int[0];
return (arr1, arr2);
}
public static void main(String[] args) {
int[] arrA = {1, 2, 3};
int[] arrB = {4, 5, 6};
int[] mergedArrGuava = concatArraysGuava(arrA, arrB);
("Guava库法: ");
((mergedArrGuava)); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}

使用 Apache Commons Lang：

Apache Commons Lang 的 ArrayUtils 类提供了一个静态方法 addAll()，可以处理多种类型的数组拼接。

// 需要引入 Apache Commons Lang 库 (例如 Maven 依赖: :commons-lang3:3.12.0)
import ;
import ;
public class ArrayConcatenation {
public static int[] concatArraysCommonsLang(int[] arr1, int[] arr2) {
if (arr1 == null) arr1 = new int[0];
if (arr2 == null) arr2 = new int[0];
return (arr1, arr2);
}
public static void main(String[] args) {
int[] arrA = {1, 2, 3};
int[] arrB = {4, 5, 6};
int[] mergedArrCommonsLang = concatArraysCommonsLang(arrA, arrB);
("Apache Commons Lang库法: ");
((mergedArrCommonsLang)); // 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
}
}

优点： 代码极其简洁，API设计良好，鲁棒性高，通常能很好地处理null或空数组等边界情况。这些库经过社区的广泛测试和优化。

缺点： 引入外部依赖，增加了项目的复杂性。对于小型项目可能显得“杀鸡用牛刀”。

性能考量与最佳实践

选择哪种拼接方法应根据具体的应用场景和性能要求来决定：
对性能要求极高、数组规模较大的场景，强烈推荐使用 () 或 () 配合 ()。它们是JVM底层优化过的原生方法，效率最高。
追求代码简洁性和函数式风格，且对性能要求不那么苛刻（特别是对于中小规模数组），Java 8+ 的 Stream API () 是一个优雅的选择。请注意使用IntStream以避免装箱/拆箱的性能损耗。
如果项目已经引入了像 Google Guava 或 Apache Commons Lang 这样的成熟工具库，那么直接使用它们提供的数组工具方法是最方便、最健壮的选择，它们往往也考虑了性能和各种边界情况。
尽量避免使用 ArrayList 作为中间容器进行数组拼接，除非你需要其额外的灵活性（如动态增删），并且可以接受其带来的性能开销（装箱、拆箱、额外对象创建）。
在所有方法中，建议在开始处理前对传入的数组进行null检查，并将其视为空数组处理，以增强方法的健壮性，这在本文的示例中已体现。

Java中整型数组的拼接并非像字符串拼接那样直接，但通过上述多种策略，开发者可以根据项目需求，在性能、代码简洁性和鲁棒性之间做出最佳权衡。从底层高效的()到现代化的Stream API，再到方便强大的第三方库，Java生态系统提供了丰富的工具来应对这一常见任务。理解每种方法的原理和特点，是编写高质量、高性能Java代码的关键。

2025-11-06

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