如何在 Java 中向一個陣列新增新元素

Hassan Saeed 2023年1月30日 2020年9月19日

Java Java Array

使用一個 ArrayList
建立一個新的較大的陣列

本教程討論如何在 Java 中向陣列新增新元素。

Java 中 Array 是一個容器物件，它可以容納相同資料型別的固定數量的元素。陣列的長度是在宣告陣列物件時定義的，以後不能再更改。

假設我們在 Java 中使用一些值例項化了長度為 5 的陣列：

String[] arr = new String[5];
arr[0] = "1";
arr[1] = "2";
arr[2] = "3";
arr[3] = "4";
arr[4] = "5";

現在需要在陣列中新增第 6 個元素。讓我們嘗試將這第 6 個元素新增到我們的陣列中。

arr[5] = "6";

上面這行程式碼給出了以下錯誤。

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 5 out of bounds for length 5

這是因為我們最初宣告陣列的大小是 5 而我們試圖新增第 6 個元素到陣列中。

不用擔心，有兩種可能的解決方案來完成這個任務。我們可以使用 ArrayList 代替陣列，或者建立一個新的更大的陣列來容納新元素。

使用一個 `ArrayList`

一個更好的、值得推薦的解決方案是使用 ArrayList 代替陣列，因為它是可調整大小的。ArrayList 沒有固定的大小，因此每當需要新增一個新元素時，你可以通過執行 testList.add(element) 來簡單地新增。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        List<String> testList = new ArrayList<String>();
        testList.add("1");
        testList.add("2");
        testList.add("3");
        testList.add("4");
        testList.add("5");
        
        //Print the original list 
        System.out.println("Initial ArrayList:\n"
                           + testList); 
        //Add elements without running into any error
        testList.add("6");
        testList.add("7");
        
        //Print the list after adding elements 
        System.out.println("Modified ArrayList:\n"
                           + testList);
        
    }
}

以上程式碼輸出如下。

Initial ArrayList:
[1, 2, 3, 4, 5]
Modified ArrayList:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

或者如果我們已經有一個陣列，也可以直接建立一個 ArrayList。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        //Create an array
        String[] arr = new String[1];
        arr[0] = "1";
        //Convert to ArrayList
        List<String> testList = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));
        
        //Print the original list 
        System.out.println("Initial ArrayList:\n"
                           + testList); 
        //Add elements to it
        testList.add("2");
        testList.add("3");
        
        //Print the list after adding elements 
        System.out.println("Modified ArrayList:\n"
                           + testList);
        
    }
}

上面的程式碼輸出如下。

Initial ArrayList:
[1]
Modified ArrayList:
[1, 2, 3]

我們可以很方便的將 ArrayList 轉換回陣列。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        //Create an array
        String[] arr = new String[1];
        arr[0] = "1";
        
        //Convert to ArrayList
        List<String> testList = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));
        
        //Add elements to it
        testList.add("2");
        testList.add("3");
        
        //Convert the arraylist back to an array
        arr = new String[ testList.size() ];
        testList.toArray(arr);
    }
}

建立一個新的較大的陣列

如果我們堅持只使用陣列，我們可以使用 java.util.Arrays.copyOf 方法來建立一個更大的陣列並容納一個新元素。讓我們使用上面建立的陣列 arr，並在下面的例子中向它新增一個新元素。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        //Create an array
        String[] arr = new String[5];
        arr[0] = "1";
        arr[1] = "2";
        arr[2] = "3";
        arr[3] = "4";
        arr[4] = "5";
        
        // print the original array 
        System.out.println("Initial Array:\n"
                           + Arrays.toString(arr)); 
                           
        //Steps to add a new element
        //Get the current length of the array
        int N = arr.length;
        //Create a new array of length N+1 and copy all the previous elements to this new array
        arr = Arrays.copyOf(arr, N + 1);
        //Add a new element to the array
        arr[N] = "6";
        // print the updated array 
        System.out.println("Modified Array:\n"
                           + Arrays.toString(arr)); 
    }
}

上面的程式碼輸出如下。

Initial Array:
[1, 2, 3, 4, 5]
Modified Array:
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

如果以後我們覺得需要在 arr 中新增另一個元素，我們將不得不再次重複上面的程式碼塊!

因此不推薦這種解決方案，因為每增加一個新元素都有一個 O(n) 的時間複雜度，因為它必須將所有元素從前一個陣列複製到一個新的陣列。另一方面，使用 ArrayList 增加每一個新元素，每次操作的攤銷成本為 O(1)。

使用一個 ArrayList

建立一個新的較大的陣列

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