如何将数组大小扩展到 java 中的 long 范围，如果不可能，可以使用其他什么数据结构来实现相同目的

Question

如何将数组大小扩展到java中的long范围以及如果不能可能其他什么数据结构可以用于相同用途

Answer 1

Java 数组是内置结构。您无法以任何方式影响他们的索引方案，因此您必须使用

int

索引。

类似地，所有 Java 集合都限制为 2³¹ 条目，因为它们的

size()

方法返回

int

，并且直接访问方法（如果可用）也采用

int

。

如果您需要一个存储超过 2³¹ 项的数据结构，请创建一个“块”的二维数组，每个块代表“大”数组的一部分。本质上，您将构建自己的类，将

long

寻址转换为一对

int

以模拟线性索引空间。

Answer 2

Java 数组的大小是固定的。当您创建一个新数组并为其分配大小时，它不能扩展或缩小，但只要数组的类型相同，就可以轻松更改数组的内容。 java中的数组必须在数组内包含相同的数据类型。

例如：

int[] a = new int[5];

正在创建一个可以存储整数的大小的新数组。 如果您想要一支可以增加规模的军队，我建议使用称为动态数组的数据类型。在java中，动态数组称为ArrayList。数组列表是动态的，因此在创建 ArrayList 时无需设置大小，但必须定义数组列表的类型 例如：

Arraylist<Integer> a = new ArrayList<Integer>(); 

Answer 3

java 数组限制为 2³¹ 少一些元素，具体取决于特定的 VM 实现。

解决此问题的一种方法是使用数组的数组，单个数组的最大长度为 2³¹ - 8 个元素，因此确保我们不会超过 VM 限制

long wishedArraySize = 3_000_000_000L;
long maxVMArraySize = 2_147_483_639;  // Integer.MAX_VALUE - 8
byte[][] myHugeArray = new byte[(int)((wishedArraySize - 1L) / maxVMArraySize + 1L)][];
for (int i = 0; i < myHugeArray.length; ++i) {
    myHugeArray[i] = new byte[(int)(i < myHugeArray.length - 1 ? maxVMArraySize : (wishedArraySize - i * maxVMArraySize))];
}
long index = 2_345_678_901L;  // random number > 2 Gig
System.out.println(myHugeArray[(int)(index / maxVMArraySize)][(int)(index % maxVMArraySize)]);

如果我们坚持使用 2 的幂的倍数数组大小，我们可以优化并避免这些除法和模运算。2 的最大幂是 1 Gig 元素

long wishedArraySize = 3_000_000_000L;
long maxPowerOf2ArraySize = 1L << 30; // 1 Gig == 1_073_741_824 == 2^30
byte[][] myHugeArray = new byte[(int)(((wishedArraySize - 1L) >> 30) + 1L)][];
for (int i = 0; i < myHugeArray.length; ++i) {
    myHugeArray[i] = new byte[(int)(i < myHugeArray.length - 1 ? maxPowerOf2ArraySize : (wishedArraySize - i * maxPowerOf2ArraySize))];
}
long lowerThan1GigMask = 0x0_3f_ff_ff_ffL;  // == 1_073_741_823 == 2^30 - 1
long index = 2_345_678_901L;  // random number > 2 Gig
System.out.println(myHugeArray[(int)(index >> 30)][(int)(index & lowerThan1GigMask)]);

我们可以将它们很好地放在一个类中，但主要区别在于访问数组，从

myLimitedArray[index]

到

myHugeArray[(int)(index >> 30)][(int)(index & lowerThan1GigMask)]