在 Java 中扩展数组的最有效方法？

Question

（如果之前有人问过这个问题，我深表歉意 - 我不敢相信它没有，但我找不到一个。也许我的搜索能力很弱。）

多年来，我“知道”Java 没有本机函数缩放数组（即将每个元素乘以一个常数）。所以我一直在这样做：

for (int i=0; i<array.length; i++) {
  array[i] = array[i] * scaleFactor;
}

这实际上是最有效的方法吗（例如，在这个应用程序中，它是一个大约 10000 个双精度数的数组）？或者有更好的方法吗？

Answer 1

对我来说看起来绝对不错。我想不出更有效的方法。显然，尝试将该代码放在一个地方，而不是将实际代码放在各处，但除此之外，没有明显的问题。

Answer 2

我唯一能提供的其他建议是惰性扩展，您只需支付访问每个元素时的乘法成本；例如

public class MyArray {
  private final double[] arr;
  private double scale = 1.0;

  public MyArray(double[] arr) {
    this.arr = arr;
  }

  public double getScale() {
    return scale;
  }

  public void setScale(double scale) {
    this.scale = scale;
  }

  public double elementAt(int i) {
    return arr[i] * scale;
  }
}

，显然这仅在某些情况下更好：

• 当您的数组很大并且
• 您只访问几个元素并且
• 您通常只访问这些元素一次。

在其他情况下，这是一种微观优化，对现代 CPU 没有真正的好处。

Answer 3

“更好的方法”是编写 array[i] *=scaleFactor; 而不是 array[i] = array[i] *scaleFactor;。 :-)

实际上，这只是语法糖 - 编译的输出（以及因此的性能）应该完全相同。正如乔恩所说，你将无法获得更好的性能，但就我个人而言，我每天都会减少打字量。

Answer 4

除了 Adamski 和 Jon Skeet 之外，我唯一想补充的是，如果它恰好是一个整数/长整型数组，并且您按 2 的幂进行缩放，那么通过使用位移运算符可能会略有改进。不过，YMMV，因为它将取决于编译器（甚至可能取决于虚拟机）。

Answer 5

在 Java 8 中：

double coef = 3.0;
double[] x1 = {1,2,3};
double[] x2 = DoubleStream.of(x1).map(d->d*coef).toArray();

System.out.println(Arrays.toString(x2));

输出：[3.0, 6.0, 9.0]

Answer 6

您可以使用线程来减少运行时间，但底线是您将包含此代码并让每个线程运行 for 循环的一部分，以便生成的程序与您的程序一样高效；它只是变得更快了

Answer 7

对我来说看起来是最佳的。

不要陷入错误的优化，例如在循环外的最终字段中声明数组长度。这适用于集合，通过避免重复方法调用 .size() 和字符串，避免方法调用 .length()，但在数组上 .length 已经是公共最终字段。

此外，向后循环到零可能是一种汇编语言优化，但在像 Java 这样的高级语言中，VM 将处理任何明显的调整。