Java和C語言如何使用靜態語言實現動態數組

這篇文章將為大家詳細講解有關Java和C語言如何使用靜態語言實現動態數組，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

JAVA版

JAVA自帶了一個集合類ArrayList，可以實現動態數組的功能，相比原生的數組，使用起來非常方便。在閱讀Tomcat源碼的時候，發現出于性能考慮使用了原生的數組，而沒有直接使用原生的ArrayList，自己實現了一個動態數組，下面的這個實現就是直接從Tomcat的源碼借鑒過來的。

實現思路

動態添加元素

初始化一個數組，大小固定。

獲取源數組的大小，在方法區里面申請一個比原有數組大1位的數組。

關鍵的內容是，調用System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length)，從src的0位復制src.length位到dest的0位，這里用系統自帶的方法比較方便，也可以自己寫一個循環進行復制。

把要添加的元素放到新數組的最后一位。

返回元素，把新數組的指針復制到原數組變量，JAVA的數組是引用型的，執行 src=dest 后，兩者實際上是指向同一個內存地址。

動態刪除元素

初始化一個數組，大小固定。

在方法區申請一個比原生數組小一位的數組

從index位開始，把后面的元素同時往前移動一位，覆蓋要刪除的元素。

返回元素，把改變原數組的指向到新數組

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){
    //定義目標數組，長度是比原始數組多一位
    int[] dest = new int[src.length+1];
    //從src的0位開始，復制到dest的0位置，復制長度是src的長度
    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){
    //定義目標數組，長度是比原始數組少一位
    int[] desc = new int[src.length-1];
    for(int i=0; i<src.length; i++){
      //超過索引index的數據往前移動一位
      if(i > index){
        desc[i-1] = src[i];
      }else{
        desc[i] = src[i];
      }
    }
    return desc;
  }
}

C語言版

C語言中實現動態數組相對比較復雜一點，因為C語言要對指針，內存進行操作。開始之前需要定義一個結構體arrayList和結構體變量ArrayList，里面包含兩個數組，一個是int類型的指針，用來指向存儲int型數組的內存，還有一個count，用來記錄數組的長度，因為通過malloc(),realloc()進行動態內存分配（程序執行的時候分配），用sizeof()是無法獲取到正確的內存長度的，所以必須要定義一個變量count去記錄到底向系統申請了多少內存。為什么需要用malloc而不是像JAVA那樣直接用new int[] 來創建一個數組呢？這就涉及了JAVA和C內存分配的一個區別，JAVA方法里面的數組是存放在堆中，而C函數里面的數組分配的內存是存放在棧中的，函數執行結束，數組的內存空間就會被釋放，因此需要用malloc從棧申請空間。

實現思路

動態添加元素

通過realloc() 重新申請一個新的內存空間，空間比當前數組的大一個int長度，通過int*類型的指針指向該空間。

把數據放在數組的最后一位。

把記錄的數組長度進行++操作。

動態刪除元素

判斷函數傳入的index是否有效。

把大于index的數組數據往前移動一個索引。

重新申請空間，數組長度縮減一個int長度。

把記錄的數組長度進行--操作。

demo.h

//定義一個結構體，data里面儲存的是int類型指數組，count存儲的是數組的長度
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);
}
/********************************
函數名:initArrayList()
功能：初始化ArrayList結構體
輸入：ArrayList類型結構體指針
輸出：無
*/
void initArrayList(ArrayList* arrayList) {
  arrayList->data = NULL;
  arrayList->count = 0;
}
/*******************************
函數名:arrayListAdd()
功能：添加數據到ArrayList類型結構體里面的數組
輸入：ArrayList類型結構體指針，int類型數據
輸出：無
*/
void arrayListAdd(ArrayList* list, int data) {
  int count = list->count;
  //重新申請空間，空間比現在的長度大1個int長度
  int* newDataArr = (int*)realloc(list->data,sizeof(int) * (++count));
  if (newDataArr != NULL) {
    list->data = newDataArr;
    list->data[count - 1] = data;
    list->count++;
  }
  else {
    puts("申請空間失敗");
  }
}
/*******************************
函數名：arrayListRemove()
功能：根據index刪除ArrayList類型結構體里面的數組元素
輸入：ArrayList類型結構體指針，int類型索引
輸出：無
*/
void arrayListRemove(ArrayList* list, int index) {
  if (index > list->count) {
    puts("超出數組索引");
    exit(1);
  }
  //把大于index的數組數據往前移動一個索引
  for (int i = 0; i < list->count; i++) {
    if (i > index) {
      list->data[i - 1] = list->data[i];
    }
  }
  int count = list->count;
  //重新申請空間，數組長度縮減一個int長度
  int *newDataArr = realloc(list->data, sizeof(int) * (--count));
  if (newDataArr != NULL) {
    list->data = newDataArr;
    list->count = count;
  }
  else {
    puts("申請空間失敗");
  }
}
/********************************
函數名：打印所有數組
輸入：ArrayList類型結構體
*/
void printAll(ArrayList list) {
  for (int i = 0; i < list.count; i++) {
    printf("%d \r\n", list.data[i]);
  }
}

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