java定义不可变长数组

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mob649e815cb099 2024-09-29 05:41:25 ©著作权

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Java中的不可变长数组

在Java编程中，经常会遇到数组的使用。然而，数组在创建后其大小是固定的，这在某些情况下可能会导致灵活性不足。为了克服这一限制，Java 还提供了一种称为“不可变长数组”的数据结构。本文将深入探讨不可变长数组的定义、实现以及使用示例，帮助读者更好地理解这一概念。

什么是不可变长数组？

不可变长数组是一种数据结构，允许存储和访问多个数据，但一旦创建，其大小不能改变。这意味着在实例化对象时，无法添加或删除元素，只能通过其他方法更新内容。此次探讨的不可变长数组将以 Java 的 List 接口为基础，或通过使用第三方库来实现。

类图表示

以下是不可变长数组的简单类图示例：

classDiagram
    class ImmutableArray {
        -final int[] elements
        +ImmutableArray(int[] array)
        +int get(int index)
        +int size()
    }

在这个简单的类图中，ImmutableArray 类包含一个私有的 elements 数组，以及构造方法、获取元素的方法和获取数组大小的方法。

实现不可变长数组

我们可以通过创建一个 ImmutableArray 类来实现不可变长数组。以下是实现的代码示例：

public class ImmutableArray {
    private final int[] elements;

    // 构造方法，传入一个整型数组
    public ImmutableArray(int[] array) {
        // 复制输入数组，确保原数组不会改变
        this.elements = array.clone();
    }

    // 获取指定索引的元素
    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= elements.length) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + elements.length);
        }
        return elements[index];
    }

    // 获取数组的大小
    public int size() {
        return elements.length;
    }
}

代码详解

构造方法：该构造方法接受一个整型数组，并通过调用 clone() 方法来确保内部表示是一个全新的数组，避免外部数组对该对象的影响。
获取元素：get 方法根据索引返回元素，若索引无效，则抛出 IndexOutOfBoundsException 异常。
获取大小：size 方法返回数组的长度。

使用不可变长数组

接下来，我们看看如何使用 ImmutableArray 类来创建不可变长数组，并尝试访问其元素。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] myArray = {1, 2, 3, 4, 5};
        
        // 创建不可变长数组
        ImmutableArray immutableArray = new ImmutableArray(myArray);
        
        // 获取数组大小
        System.out.println("Array Size: " + immutableArray.size());
        
        // 访问数组元素
        for (int i = 0; i < immutableArray.size(); i++) {
            System.out.println("Element at index " + i + ": " + immutableArray.get(i));
        }

        // 尝试修改原数组（不可影响immutableArray）
        myArray[0] = 10;
        System.out.println("After modifying original array:");
        for (int i = 0; i < immutableArray.size(); i++) {
            System.out.println("Element at index " + i + ": " + immutableArray.get(i));
        }
    }
}

输出结果

运行以上代码，输出将会是：

Array Size: 5
Element at index 0: 1
Element at index 1: 2
Element at index 2: 3
Element at index 3: 4
Element at index 4: 5
After modifying original array:
Element at index 0: 1
Element at index 1: 2
Element at index 2: 3
Element at index 3: 4
Element at index 4: 5