Добавить новые элементы в массив в Java
В этом посте мы обсудим, как добавлять новые элементы в массив в Java.
Мы знаем, что размер массива нельзя изменить после его создания. В Java невозможно изменить размер массивов фиксированного размера для размещения дополнительных элементов.
Если нам нужна структура данных на основе динамического массива, рекомендуемым решением является использование ArrayList . Ан ArrayList представляет собой реализацию массива с изменяемым размером List интерфейс. Этот класс предоставляет методы для простого управления размером массива. По мере добавления элементов в ArrayList , его емкость автоматически увеличивается. Емкость — это размер массива, используемого для хранения элементов списка.
Но если вы настаиваете на использовании массивов, вам нужно создать экземпляр нового массива для размещения дополнительного элемента. Мы можем сделать это любым из следующих способов:
Добавление элемента в массив Java по сравнению с ArrayList
В этом уроке мы кратко рассмотрим сходства и различия в распределении памяти между массивами Java и стандартным списком массивов . Кроме того, мы увидим, как добавлять и вставлять элементы в массив и ArrayList .
2. Массивы Java и ArrayList
Массив Java – это базовая структура данных, предоставляемая языком. В отличие от этого, ArrayList является реализацией интерфейса List , поддерживаемого массивом, и предоставляется в рамках коллекций Java.
2.1. Доступ к элементам и их изменение
Мы можем получить доступ к элементам массива и изменить их, используя обозначения в квадратных скобках:
С другой стороны, ArrayList имеет набор методов для доступа и изменения элементов:
2.2. Фиксированный и динамический размер
Массив и ArrayList выделяют память кучи аналогичным образом, но разница заключается в том, что массив имеет фиксированный размер, в то время как размер ArrayList динамически увеличивается.
Поскольку массив Java имеет фиксированный размер, нам необходимо указать его размер при создании экземпляра. Невозможно увеличить размер массива после его создания. Вместо этого нам нужно создать новый массив с измененным размером и скопировать все элементы из предыдущего массива.
ArrayList — это реализация изменяемого размера массива интерфейса List , то есть ArrayList динамически растет по мере добавления в него элементов. Когда количество текущих элементов (включая новый элемент, добавляемый в ArrayList ), превышает максимальный размер базового массива, то ArrayList увеличивает размер базового массива.
Стратегия роста базового массива зависит от реализации ArrayList . Однако, поскольку размер базового массива не может быть увеличен динамически, создается новый массив, и старые элементы массива копируются в новый массив.
Операция добавления имеет постоянную амортизированную временную стоимость. Другими словами, добавление n элементов в ArrayList требует O(n) времени.
2.3. Типы элементов
Массив может содержать как примитивные, так и непримитивные типы данных, в зависимости от определения массива. Однако an ArrayList может содержать только непримитивные типы данных .
Когда мы вставляем элементы с примитивными типами данных в ArrayList , компилятор Java автоматически преобразует примитивный тип данных в соответствующий класс-оболочку объекта.
Теперь давайте рассмотрим, как добавлять и вставлять элементы в массивы Java и ArrayList .
3. Добавление элемента
Как мы уже видели, массивы имеют фиксированный размер.
Итак, чтобы добавить элемент, сначала нам нужно объявить новый массив, который больше старого массива, и скопировать элементы из старого массива во вновь созданный массив. После этого мы можем добавить новый элемент в этот вновь созданный массив.
Давайте рассмотрим его реализацию в Java без использования каких-либо служебных классов:
Кроме того, класс Arrays предоставляет служебный метод copyOf() , который помогает создать новый массив большего размера и скопировать все элементы из старого массива:
После того, как мы создали новый массив, мы можем легко добавить новый элемент в массив:
С другой стороны, добавление элемента в ArrayList довольно просто :
4. Вставка элемента в индекс
Вставка элемента в заданный индекс без потери ранее добавленных элементов-непростая задача в массивах.
Прежде всего, если массив уже содержит количество элементов, равное его размеру, то сначала нам нужно создать новый массив большего размера и скопировать элементы в новый массив.
Кроме того, нам нужно сдвинуть все элементы, которые идут после указанного индекса, на одну позицию вправо:
Однако класс ArrayUtils дает нам более простое решение для вставки элементов в массив :
Мы должны указать индекс, в который мы хотим вставить значение, исходный массив и значение для вставки.
Метод insert() возвращает новый массив, содержащий большее количество элементов, при этом новый элемент имеет указанный индекс, а все остальные элементы сдвинуты на одну позицию вправо.
Обратите внимание, что последний аргумент метода insert() является переменным аргументом, поэтому мы можем вставить любое количество элементов в массив.
Давайте используем его для вставки трех элементов в массив src , начиная с индекса два:
А остальные элементы будут сдвинуты на три места вправо.
Кроме того, это может быть достигнуто тривиально для ArrayList :
ArrayList сдвигает элементы и вставляет элемент в нужное место.
5. Заключение
В этой статье мы рассмотрели массив Java и ArrayList . Кроме того, мы рассмотрели сходства и различия между ними. Наконец, мы увидели, как добавлять и вставлять элементы в массив и ArrayList .
Класс ArrayList . Методы изменяющие данные в массиве
Пример. В примере формируется массив квадратов чисел от 1 до 10. Для добавления числа в конец массива используется метод add() .
Результат выполнения программы
2. Метод addAll() . Добавить коллекцию к массиву
Метод addAll() предназначен для добавления уже существующей коллекции в массив. Коллекцией могут быть коллекция, очередь, другой массив и т.д. Метод имеет две перегруженные реализации
- E – тип элементов массива (коллекции);
- index – позиция, с которой происходит вставка.
Пример. Демонстрируется использование метода addAll() для массива целых чисел.
Пример. В примере создается коллекция из символов-разделителей.
Результат выполнения программы
4. Метод remove() . Удалить элемент в указанной позиции
С помощью метода remove() можно удалить элемент в заданной позиции. Согласно документации, объявление метода следующее
- E – тип элементов массива (коллекции);
- index – номер позиции, которую нужно удалить. Позиция нумеруется с 0.
Метод возвращает значение удаляемого элемента из массива (коллекции).
Если значение index указано за пределами допустимого диапазона
то будет сгенерировано исключение IndexOutOfBoundsException .
Пример.
Результат выполнения программы
5. Метод removeAll() . Удалить группу элементов из коллекции
С помощью метода removeAll() можно удалить несколько элементов, представленных в виде коллекции. Согласно документации объявление метода следующее:
- c – коллекция (массив) элементов, которые нужно удалить из текущей коллекции.
Метод возвращает true , если текущий массив изменился в результате вызова.
Пример.
В примере формируются две целочисленные коллекции:
- AL – исходная коллекция чисел;
- AL2 – коллекция чисел, которые необходимо удалить из коллекции AL .
С помощью метода removeAll() происходит удаление из коллекции AL всех частей, входящих в коллекцию AL2 .
Результат выполнения программы
6. Метод removeIf() . Изменить коллекцию на основе предиката
С помощью метода removeIf() можно удалить элементы из коллекции согласно условию. В результате формируется новая коллекция (массив). Общая форма объявления метода следующая
- filter – ссылка (предикат), определяющее условие фильтрования. Условие задается лямбда-выражением.
Метод возвращает true , если хотя бы один элемент был удалён.
Пример.
В примере демонстрируется выполнение метода removeIf() . Демонстрируются следующие операции:
- создается коллекция целых чисел;
- формируется предикат, в котором определяются числа, которые больше 4;
- вызывается метод removeIf() , с помощью которого формируется новый массив чисел согласно предикату.
Результат выполнения программы
7. Метод replaceAll() . Произвести вычисления над каждым элементом массива
С помощью метода replaceAll() можно применить некоторую операцию к каждому элементу массива. Такой операцией может быть, например произведение каждого элемента на 2. Согласно документации, общая форма объявления метода следующая:
- operator – лямбда-выражение, определяющее операцию над каждым элементом последовательности. Лямбда-выражение формируется с помощью функционального интерфейса UnaryOperator<T> .
Пример. В примере создается массив целых чисел. Затем каждый элемент массива умножается на 3 с помощью метода replaceAll() . Для выполнения вычисления формируется ссылка на подходящее лямбда-выражение.
Результат выполнения программы
8. Метод set() . Установить новое значение в элементе
Метод set() устанавливает новое значение в заданной позиции массива. Другими словами, старое значение массива в заданной позиции заменяется новым. Объявление метода имеет вид
- index – позиция вставки (нумеруется с 0);
- element – новое значение, которое необходимо установить в позиции index .
Метод возвращает предыдущее значение, установленное в заданной позиции.
Если значение index выходит за пределы допустимого диапазона, т.е.
то будет сгенерировано исключение IndexOutOfBoundsException .
Приклад.
Результат выполнения программы
9. Метод sort() . Отсортировать элементы массива
С помощью метода sort() можно сортировать элементы массива. Общая форма объявления метода следующая
- c – компаратор (условие), реализующий принцип сравнения каких-либо двух элементов массива. Компаратор используется в случае разработки собственного класса, объекты которого могут быть отсортированы по некоторому критерию. В этом случае класс должен реализовать интерфейс Comparator . В этом интерфейсе определен метод compare() , сравнивающий два элемента. Конкретно этот способ нужно переопределить и воплотить в этом классе и задать свой механизм сравнения.
Для стандартных типов-оболочек ( Integer , Double , String и т.д.) реализован внутренний компаратор, сортирующий элементы в естественном порядке (от меньшего к большему или по алфавиту).
Для использования стандартного способа сортировки следует вызвать метод sort() с аргументом null
Массив объектов в Java. Как добавить объект в массив Java?
Мы уже рассказывали про массивы в Java. В этой статье поговорим про массив объектов и о том, как добавить объект в массив Java. Но сначала давайте вспомним, что массив — это своеобразный контейнер, где может храниться несколько однородных переменных.
Массивы имеют следующие особенности: 1. Хранят переменные лишь одного типа. 2. Имеют определённую длину. 3. Размер массива поменять нельзя. 4. Элементы массива имеют индексы, позволяющие обратиться к этим элементам в случае надобности. 5. Номер 1-го элемента массива — это 0, а не 1; 6. Всегда можно создать пустой массив, а поместить в него элементы можно и потом.
Впрочем, всё это вы уже знаете из предыдущей статьи. Но что такое массив объектов, мы не рассматривали. Впрочем, сейчас мы этот пробел устраним.
Массивы объектов в Java
Массив объектов похож на обычный массив, но имеет другую «начинку». Это связано с тем, что объекты сложнее переменных, т. к. имеют больше составляющих. Но объявление массива объектов происходит так же:
Как видите, мы создаём не массив разных объектов, а массив объектов одного класса. И в начале, и в конце мы указываем название класса, а в квадратных скобках в конце — размер массива.
Какие ошибки делают чаще всего?
У массива объектов есть важная особенность — он включает в себя не объекты сами по себе со всеми их методами и переменными, а лишь ссылки на объекты.
И вот это может стать причиной ошибок. Смотрите, если, к примеру, у нас в массиве есть переменная int и мы не задали её значение, то она по умолчанию станет равна 0. Когда речь идёт про массив объектов — всё иначе. В таком массиве, как уже было сказано, хранятся ссылки на объекты, но пока объект не существует, ссылки тоже не могут существовать. Именно поэтому в массиве объектов по умолчанию хранится значение null. И если вы попытаетесь вызвать метод объекта, который не создан/не существует, получите распространённую ошибку NullPointerException. Это значит, что перед тем, как обращаться к объектам, их обязательно нужно сначала создать, то есть добавить объект в массив Java.
Перейдём к практике
Приступим к созданию массива объектов. Представьте, что у нас есть класс ObjMass и всё, что в нём есть, — это массив объектов Dog из трёх элементов:
Прекрасно. Но так как класс Dog мы раньше не описывали (интерпретатор Java знать не знает, что такое Dog и откуда его взять), то название объекта выделится красным. Исправим это, создав параллельно класс Dog:
Так, хорошо. Но зачем нам массив, состоящий из пустых объектов? Пусть у собак будут хотя бы клички:
Вот, теперь Dog имеет содержание.
Давайте сейчас обратимся к объектам, которые ещё не созданы, как говорится, расширим пример. Обратите ваше внимание, что у нас перед массивом объектов Dog находится модификатор static. Также добавим метод main:
Для вывода массива на экран создаём цикл. И выводим не имена собак (abc[i].name), а объекты — abc[i]:
И увидим следующий результат:
Это и есть значения по умолчанию, при ссылке на которые возникнет ошибка NullPointerException. Она появляется, когда мы ссылаемся на свойство null-ного объекта. К примеру, давайте попробуем вывести на экран имена собак (abc[i].name):
Результатом станет тот самый NullPointerException. Чтобы этого не допустить, массив объектов надо заполнить:
Результат выполнения кода:
Вот и всё, теперь вы знакомы с особенностями применения массива объектов в Java и знаете, как добавить объект в массив. В прочих аспектах всё функционирует практически так же, как и в массивах примитивных типов.