java面试题26 java语言的下面几种数组复制方法中，哪个效率最高？

 

A for 循环逐一复制

B System.arraycopy

C Array.copyOf

D 使用clone方法

效率：System.arraycopy > clone > Arrays.copyOf > for循环

1、System.arraycopy的用法：

   public static void arraycopy(Object src,int srcPos,Object dest,int destPos,int length)

参数：src - 源数组。srcPos - 源数组中的起始位置。dest - 目标数组。destPos - 目标数据中的起始位置。length - 要复制的数组元素的数量

应用实例：

  public class Main{public static void main(String[] args) {int[] a1={1,2,3,4,5,6};int[] a2={11,12,13,14,15,16};System.arraycopy(a1, 2, a2, 3, 2);System.out.print("copy后结果：");for(int i=0;i<a2.length;i++){System.out.print(a2[i]+" ");    }}}

运行结果：

2、clone 的用法：

java.lang.Object类的clone()方法为protected类型，不可直接调用，需要先对要克隆的类进行下列操作：

首先被克隆的类实现Cloneable接口；然后在该类中覆盖clone()方法，并且在该clone()方法中调用super.clone()；这样，super.clone()便可以调用java.lang.Object类的clone()方法。

应用实例：

  //被克隆的类要实现Cloneable接口class Cat implements Cloneable{private String name;private int age;public Cat(String name,int age){this.name=name;this.age=age;}//重写clone()方法protected Object clone()throws CloneNotSupportedException{  return super.clone() ;  }}public class Clone {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Cat cat1=new Cat("xiaohua",3);System.out.println(cat1);//调用clone方法Cat cat2=(Cat)cat1.clone();System.out.println(cat2);}}

3、复制引用和复制对象的区别

复制引用：是指将某个对象的地址复制，所以复制后的对象副本的地址和源对象相同，这样，当改变副本的某个值后，源对象值也被改变；

复制对象：是将源对象整个复制，对象副本和源对象的地址并不相同，当改变副本的某个值后，源对象值不会改变；

    Cat cat1=new Cat("xiaohua",3);//源对象System.out.println("源对象地址"+cat1);//调用clone方法，复制对象Cat cat2=(Cat)cat1.clone();Cat cat3=(Cat)cat1;//复制引用System.out.println("复制对象地址："+cat2);System.out.println("复制引用地址："+cat3);

输出结果：

可以看出，复制引用的对象和源对象地址相同，复制对象和源对象地址不同

4、Arrays.copyOf 的用法：

Arrays.copyOf有十种重载方法，复制指定的数组，返回原数组的副本。具体可以查看jdk api

背后原理探究

首先要申明的是这4种方法中的前3种是没有本质区别的，对象都是浅复制(复制地址)，而普通类型都是深复制(复制值)，简单来说
浅复制：复制地址，相当于复制了房子(内存数据)的钥匙,一改全改
深复制：复制值，通俗意义上的拷贝，相当于建了一个一模一样的房子(内存的数据)
 接下来说说3种方式：
  System.arraycopy()

    源码如下:
    

    @HotSpotIntrinsicCandidatepublic static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,Object dest,int destPos,int length);

可以看到这是一个native(本地)方法,也就是说是用C++写的,所以其效率比非native方法更高

但更要注意的是上面的注解@HotSpotIntrinsicCandidate，我们来看官方对这个注解的解释

 * The {@code @HotSpotIntrinsicCandidate} annotation is specific to the* HotSpot Virtual Machine. It indicates that an annotated method* may be (but is not guaranteed to be) intrinsified by the HotSpot VM. A method* is intrinsified if the HotSpot VM replaces the annotated method with hand-written* assembly and/or hand-written compiler IR -- a compiler intrinsic -- to improve* performance. The {@code @HotSpotIntrinsicCandidate} annotation is internal to the* Java libraries and is therefore not supposed to have any relevance for application* code.

注意红字粗体所说,为了提升性能,在JVM里对该注解的进行了手写,这里要提一个叫JNI(Java Native Interface)的东西,普通的native方法通俗的讲就是编译后还要通过JNI再次编译成.cpp文件才能执行.而有 @HotSpotIntrinsicCandidate这个注解的方法在JVM里就是用.cpp文件写好的,所以就跳过了JNI阶段,所以速度就能提升,这也是System.arraycopy()速度冠绝群雄的原因.
Object.clone()

    源码如下：
 

        @HotSpotIntrinsicCandidateprotected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

可以看到它也是native方法，也有@HotSpotIntrinsicCandidate注解，那为啥速度比上面的大哥慢呢？这就要看到官方解释的一句

It indicates that an annotated method may be (but is not guaranteed to be) intrinsified by the HotSpot VM

注意用词：may be (but is not guaranteed to be)，是的，clone()方法就是悲催的but，它并没有被手工写在JVM里面，所以它不得不走JNI的路子，所以它就成了2哥。
 Arrays.copyof()

     源码如下
    

        @HotSpotIntrinsicCandidatepublic static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {@SuppressWarnings("unchecked")T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)? (T[]) new Object[newLength]: (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));return copy;}

3弟也有注解 @HotSpotIntrinsicCandidate，但它甚至不是native方法，所以这个注解也就是混子，也更印证了2哥的待遇，

而且可以很明显的看到里面本质是调用了大哥  System.arraycopy()来实现的，所以效率垫底也是妥妥的。
for()

这个就可以退出群聊吧！for(）无论是基本数据类型还是引用数据类型统统是深复制，而且其也不是封装的函数，所以退出群聊妥妥的。
 最后上测试代码，有兴趣的可以看看：

    package 问题;
     
   

 import java.util.Arrays;public class CopySpeed implements Cloneable {/*** 数组复制速度 1.System.arraycopy() 2.clone() 3.Arrays.copyof() 4.for()****/int i = 0;String value = "123";/** 基本数据类型测试** */public long[] CopySpeedTest(int[] t) {/** 初始化所有**/int length = t.length;int[] systemCopy = new int[t.length];int[] clone = new int[t.length];int[] arraysCopyOf = new int[t.length];int[] For = new int[t.length];/** 执行复制操作,并统计时间**/long begin = System.currentTimeMillis();System.arraycopy(t, 0, systemCopy, 0, t.length);long end = System.currentTimeMillis();long arraycopyTimes = end - begin;begin = System.currentTimeMillis();clone = t.clone();end = System.currentTimeMillis();long cloneTimes = end - begin;begin = System.currentTimeMillis();arraysCopyOf = Arrays.copyOf(t, t.length);end = System.currentTimeMillis();long arraysCopyOfTimes = end - begin;/** 为了方便查看,这里设定下面程序只执行一次**/if (i == 0) {/** 查看哈希值*/System.out.println("t:\t" + t.hashCode());System.out.println("systemCopy:\t" + systemCopy.hashCode());System.out.println("clone:\t" + clone.hashCode());System.out.println("arraysCopyOf:\t" + arraysCopyOf.hashCode());i++;}/** 运行时间统计**/long[] times = new long[3];times[0] = arraycopyTimes;times[1] = cloneTimes;times[2] = arraysCopyOfTimes;return times;}/*** 引用数据类型结果** */public long[] CopySpeedTest(CopySpeed[] t) {/** 初始化所有**/int length = t.length;CopySpeed[] systemCopy = new CopySpeed[length];CopySpeed[] clone = new CopySpeed[length];CopySpeed[] arraysCopyOf = new CopySpeed[length];/** 执行复制操作,并统计时间**/long begin = System.currentTimeMillis();System.arraycopy(t, 0, systemCopy, 0, t.length);long end = System.currentTimeMillis();long arraycopyTimes = end - begin;begin = System.currentTimeMillis();clone = t.clone();end = System.currentTimeMillis();long cloneTimes = end - begin;begin = System.currentTimeMillis();arraysCopyOf = Arrays.copyOf(t, t.length);end = System.currentTimeMillis();long arraysCopyOfTimes = end - begin;/** 为了方便查看,这里设定下面程序只执行一次**/if (i == 1) {/** 查看哈希值*/System.out.println("t[0]:\t" + t[0].hashCode());System.out.println("systemCopy[0]:\t" + systemCopy[0].hashCode());System.out.println("clone[0]:\t" + clone[0].hashCode());System.out.println("arraysCopyOf[0]:\t" + arraysCopyOf[0].hashCode());/** 修改新对象的值来判断是浅复制还是深复制**/System.out.println("深浅复制判断,以value属性判断");System.out.println("修改前t[0]:\t" + t[0].value);System.out.println("修改前systemCopy[0]:\t" + systemCopy[0].value);System.out.println("修改前clone[0]:\t" + clone[0].value);System.out.println("修改前arraysCopyOf[0]:\t" + arraysCopyOf[0].value);System.out.println("---------------------------");t[0].value = "t";systemCopy[0].value = "systemCopy";clone[0].value = "clone";arraysCopyOf[0].value = "arraysCopyOf";System.out.println("修改后t[0]:\t" + t[0].value);System.out.println("修改后systemCopy[0]:\t" + systemCopy[0].value);System.out.println("修改后clone[0]:\t" + clone[0].value);System.out.println("修改后arraysCopyOf[0]:\t" + arraysCopyOf[0].value);i++;}/** 运行时间统计*/long[] times = new long[3];times[0] = arraycopyTimes;times[1] = cloneTimes;times[2] = arraysCopyOfTimes;return times;}public static void main(String args[]) {CopySpeed speed = new CopySpeed();System.out.println("基本类型");long[] baseTimes = new long[] { 0, 0, 0 };int[] baseArrays = new int[10000000];for (int i = 0; i < baseArrays.length; i++) {baseArrays[i] = i;}for (int i = 0; i < 20; i++) {// System.out.print(i+"次");long[] temp = speed.CopySpeedTest(baseArrays);baseTimes[0] += temp[0];baseTimes[1] += temp[2];baseTimes[2] += temp[1];// System.out.println();}baseTimes[0] /= 20;baseTimes[1] /= 20;baseTimes[2] /= 20;System.out.println(Arrays.toString(baseTimes));System.out.println("引用类型");long[] ObjectTimes = new long[] { 0, 0, 0 };CopySpeed[] ObjectArrays = new CopySpeed[10000000];for (int i = 0; i < ObjectArrays.length; i++) {ObjectArrays[i] = new CopySpeed();}for (int i = 0; i < 20; i++) {// System.out.print(i+"次");long[] temp = speed.CopySpeedTest(ObjectArrays);ObjectTimes[0] += temp[0];ObjectTimes[1] += temp[1];ObjectTimes[2] += temp[2];// System.out.println();}ObjectTimes[0] /= 20;ObjectTimes[1] /= 20;ObjectTimes[2] /= 20;System.out.println(Arrays.toString(ObjectTimes));}}

结果：

 

   基本类型t:    1552787810systemCopy:    1361960727clone:    739498517arraysCopyOf:    125130493[10, 14, 15]引用类型t[0]:    166239592systemCopy[0]:    166239592clone[0]:    166239592arraysCopyOf[0]:    166239592深浅复制判断,以value属性判断修改前t[0]:    123修改前systemCopy[0]:    123修改前clone[0]:    123修改前arraysCopyOf[0]:    123---------------------------修改后t[0]:    t修改后systemCopy[0]:    t修改后clone[0]:    t修改后arraysCopyOf[0]:    t[22, 31, 55]

结果分析：

    基本类型t:    1552787810systemCopy:    1361960727clone:    739498517arraysCopyOf:    125130493[10, 14, 15]

   
    对于基本数据类型可以看到4个对象的hashcode完全不同，也就验证了前面的深复制的猜想
   
    而10，14，15的运行时间也能证明他们的效率差别，当然因为是基本数据类型，
    而且数据量不算恐怖，所以差距并不大，特别是clone和arraysCopyOf
    可以明显的看到，clone因为JNI的耽误，而Arrays.CopyOf因为System.Copy的加成速度也不赖。
   
    

    引用类型t[0]:    166239592systemCopy[0]:    166239592clone[0]:    166239592arraysCopyOf[0]:    166239592

    对于引用类型，额可以看到4个对象的hashcode值完全相同，说明指向的是同一块内存
     

    深浅复制判断,以value属性判断修改前t[0]:    123修改前systemCopy[0]:    123修改前clone[0]:    123修改前arraysCopyOf[0]:    123---------------------------修改后t[0]:    t修改后systemCopy[0]:    t修改后clone[0]:    t修改后arraysCopyOf[0]:    t[22, 31, 55]

    这里以对象的属性value做测试，可以看到t[0]里面的数据更改后，所有的数据都更改了，
     
    说明3种方法对于对象都是浅复制
答案为B

我是歌谣，若与不合理之处欢迎指出。喜欢敲代码，没事刷刷题。

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