在Java编程中，数组是一种基础且重要的数据结构，用于存储固定大小的同类型元素，Java数组本身具有固定长度的特性，一旦创建便无法直接调整大小，当需要向数组中添加新元素时，通常需要通过间接方式实现,以下是几种常见的Java数组添加元素的方法及其实现原理。
创建新数组并复制元素
最直接的方法是创建一个更大的新数组，将原数组元素复制到新数组中，再将新元素添加到新数组的末尾，这种方法适用于需要频繁添加元素的场景，但需要注意数组扩容的效率问题，可以使用System.arraycopy()方法或Arrays.copyOf()方法进行高效复制,以下是一个示例代码：
int[] originalArray = {1, 2, 3};
int newElement = 4;
int[] newArray = new int[originalArray.length + 1];
System.arraycopy(originalArray, 0, newArray, 0, originalArray.length);
newArray[originalArray.length] = newElement;
通过这种方式，原数组中的元素被完整复制到新数组中，新元素被添加到末尾，实现了数组的“动态”扩容。
使用ArrayList动态数组
在实际开发中，更推荐使用ArrayList类，它底层基于数组实现，但提供了动态扩容机制，无需手动管理数组大小。ArrayList的add()方法可以直接在数组末尾添加元素，无需关心底层数组的复制和扩容逻辑,以下是示例代码：
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3)); list.add(4); // 直接添加元素 int[] newArray = list.stream().mapToInt(i -> i).toArray(); // 转换回数组
这种方法代码简洁，性能也经过优化,是处理动态数组需求的最佳实践。
插入元素到指定位置
如果需要将元素插入到数组的指定位置而非末尾，同样需要通过创建新数组实现，具体步骤包括：创建一个比原数组长度大1的新数组，将原数组中插入位置之前的元素复制到新数组，插入新元素，再将剩余元素依次复制到新数组中,以下是示例代码：
int[] originalArray = {1, 2, 3, 5};
int index = 3;
int newElement = 4;
int[] newArray = new int[originalArray.length + 1];
System.arraycopy(originalArray, 0, newArray, 0, index);
newArray[index] = newElement;
System.arraycopy(originalArray, index, newArray, index + 1, originalArray.length - index);
这种方法确保了元素插入后,原数组中插入位置之后的元素顺序保持不变。
注意事项
- 性能考虑：频繁创建新数组会导致性能下降，因此在循环中动态添加元素时，建议使用
ArrayList或预分配足够大的数组。 - 类型安全：Java数组是类型安全的，添加元素时需确保类型匹配,否则会编译报错。
- 边界检查：插入元素时需检查索引是否越界，避免
ArrayIndexOutOfBoundsException。
Java数组的固定长度特性决定了无法直接添加元素，但通过创建新数组、使用ArrayList或插入元素到指定位置等方法，可以灵活实现数组的动态扩展，在实际开发中，优先选择ArrayList等集合类，以简化代码并提高效率，对于需要高性能的场景，可结合System.arraycopy()方法手动优化数组操作，理解这些方法的原理和适用场景，有助于编写更健壮、高效的Java代码。
