Java和C語言如何使用靜態(tài)語言實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)組

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java和C語言如何使用靜態(tài)語言實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)組，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

JAVA版

JAVA自帶了一個(gè)集合類ArrayList，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)組的功能，相比原生的數(shù)組，使用起來非常方便。在閱讀Tomcat源碼的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)出于性能考慮使用了原生的數(shù)組，而沒有直接使用原生的ArrayList，自己實(shí)現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組，下面的這個(gè)實(shí)現(xiàn)就是直接從Tomcat的源碼借鑒過來的。

實(shí)現(xiàn)思路

動(dòng)態(tài)添加元素

初始化一個(gè)數(shù)組，大小固定。

獲取源數(shù)組的大小，在方法區(qū)里面申請(qǐng)一個(gè)比原有數(shù)組大1位的數(shù)組。

關(guān)鍵的內(nèi)容是，調(diào)用System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length)，從src的0位復(fù)制src.length位到dest的0位，這里用系統(tǒng)自帶的方法比較方便，也可以自己寫一個(gè)循環(huán)進(jìn)行復(fù)制。

把要添加的元素放到新數(shù)組的最后一位。

返回元素，把新數(shù)組的指針復(fù)制到原數(shù)組變量，JAVA的數(shù)組是引用型的，執(zhí)行 src=dest 后，兩者實(shí)際上是指向同一個(gè)內(nèi)存地址。

動(dòng)態(tài)刪除元素

初始化一個(gè)數(shù)組，大小固定。

在方法區(qū)申請(qǐng)一個(gè)比原生數(shù)組小一位的數(shù)組

從index位開始，把后面的元素同時(shí)往前移動(dòng)一位，覆蓋要?jiǎng)h除的元素。

返回元素，把改變?cè)瓟?shù)組的指向到新數(shù)組

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){
    //定義目標(biāo)數(shù)組，長(zhǎng)度是比原始數(shù)組多一位
    int[] dest = new int[src.length+1];
    //從src的0位開始，復(fù)制到dest的0位置，復(fù)制長(zhǎng)度是src的長(zhǎng)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){
    //定義目標(biāo)數(shù)組，長(zhǎng)度是比原始數(shù)組少一位
    int[] desc = new int[src.length-1];
    for(int i=0; i<src.length; i++){
      //超過索引index的數(shù)據(jù)往前移動(dòng)一位
      if(i > index){
        desc[i-1] = src[i];
      }else{
        desc[i] = src[i];
      }
    }
    return desc;
  }
}

C語言版

C語言中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)組相對(duì)比較復(fù)雜一點(diǎn)，因?yàn)镃語言要對(duì)指針，內(nèi)存進(jìn)行操作。開始之前需要定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體arrayList和結(jié)構(gòu)體變量ArrayList，里面包含兩個(gè)數(shù)組，一個(gè)是int類型的指針，用來指向存儲(chǔ)int型數(shù)組的內(nèi)存，還有一個(gè)count，用來記錄數(shù)組的長(zhǎng)度，因?yàn)橥ㄟ^malloc(),realloc()進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配（程序執(zhí)行的時(shí)候分配），用sizeof()是無法獲取到正確的內(nèi)存長(zhǎng)度的，所以必須要定義一個(gè)變量count去記錄到底向系統(tǒng)申請(qǐng)了多少內(nèi)存。為什么需要用malloc而不是像JAVA那樣直接用new int[] 來創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組呢？這就涉及了JAVA和C內(nèi)存分配的一個(gè)區(qū)別，JAVA方法里面的數(shù)組是存放在堆中，而C函數(shù)里面的數(shù)組分配的內(nèi)存是存放在棧中的，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，數(shù)組的內(nèi)存空間就會(huì)被釋放，因此需要用malloc從棧申請(qǐng)空間。

實(shí)現(xiàn)思路

動(dòng)態(tài)添加元素

通過realloc() 重新申請(qǐng)一個(gè)新的內(nèi)存空間，空間比當(dāng)前數(shù)組的大一個(gè)int長(zhǎng)度，通過int*類型的指針指向該空間。

把數(shù)據(jù)放在數(shù)組的最后一位。

把記錄的數(shù)組長(zhǎng)度進(jìn)行++操作。

動(dòng)態(tài)刪除元素

判斷函數(shù)傳入的index是否有效。

把大于index的數(shù)組數(shù)據(jù)往前移動(dòng)一個(gè)索引。

重新申請(qǐng)空間，數(shù)組長(zhǎng)度縮減一個(gè)int長(zhǎng)度。

把記錄的數(shù)組長(zhǎng)度進(jìn)行--操作。

demo.h

//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，data里面儲(chǔ)存的是int類型指數(shù)組，count存儲(chǔ)的是數(shù)組的長(zhǎng)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);
}
/********************************
函數(shù)名:initArrayList()
功能：初始化ArrayList結(jié)構(gòu)體
輸入：ArrayList類型結(jié)構(gòu)體指針
輸出：無
*/
void initArrayList(ArrayList* arrayList) {
  arrayList->data = NULL;
  arrayList->count = 0;
}
/*******************************
函數(shù)名:arrayListAdd()
功能：添加數(shù)據(jù)到ArrayList類型結(jié)構(gòu)體里面的數(shù)組
輸入：ArrayList類型結(jié)構(gòu)體指針，int類型數(shù)據(jù)
輸出：無
*/
void arrayListAdd(ArrayList* list, int data) {
  int count = list->count;
  //重新申請(qǐng)空間，空間比現(xiàn)在的長(zhǎng)度大1個(gè)int長(zhǎng)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("申請(qǐng)空間失敗");
  }
}
/*******************************
函數(shù)名：arrayListRemove()
功能：根據(jù)index刪除ArrayList類型結(jié)構(gòu)體里面的數(shù)組元素
輸入：ArrayList類型結(jié)構(gòu)體指針，int類型索引
輸出：無
*/
void arrayListRemove(ArrayList* list, int index) {
  if (index > list->count) {
    puts("超出數(shù)組索引");
    exit(1);
  }
  //把大于index的數(shù)組數(shù)據(jù)往前移動(dòng)一個(gè)索引
  for (int i = 0; i < list->count; i++) {
    if (i > index) {
      list->data[i - 1] = list->data[i];
    }
  }
  int count = list->count;
  //重新申請(qǐng)空間，數(shù)組長(zhǎng)度縮減一個(gè)int長(zhǎng)度
  int *newDataArr = realloc(list->data, sizeof(int) * (--count));
  if (newDataArr != NULL) {
    list->data = newDataArr;
    list->count = count;
  }
  else {
    puts("申請(qǐng)空間失敗");
  }
}
/********************************
函數(shù)名：打印所有數(shù)組
輸入：ArrayList類型結(jié)構(gòu)體
*/
void printAll(ArrayList list) {
  for (int i = 0; i < list.count; i++) {
    printf("%d \r\n", list.data[i]);
  }
}

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