Java - 如何在 Java 中创建具有所需大小的变量？答案

【问题标题】：Java - How can I create a variable with the required size in Java?Java - 如何在 Java 中创建具有所需大小的变量？
【发布时间】：2016-01-06 06:11:15
【问题描述】：

考虑这种情况。我的程序中有一千个int 变量。我们知道一个int变量在Java中占用了2个字节的内存空间。因此，我的变量占用的空间总量为 2000 字节。但是，问题在于，每个变量中的值只占用了它所拥有的空间的一半。因此，实际需要的空间是 1000 字节，这意味着 1000 字节被浪费了。我该如何解决这个问题？有没有办法在 Java 中解决这个问题？

【问题讨论】：

We know that an int variable occupies 2 bytes of memory space in Java. 我知道不会:)
另外，您在这里要解决的原始问题是什么？（不是您认为的解决方案，而是潜在的计算问题。）
你能解释清楚一点吗@biziclop？ :-)
时间与空间。有一些集合可以让您调整后者。这取决于你想做什么。提防过早的优化。
@KonakanchiSaketh 好的，那不一样了。一般来说，您应该合理地调整数据字段的大小：不要使用longs 来存储月份中的某天，但同时也不要使用byte 来存储温度，因为很可能会发生某些事情太热或太冷。除此之外，还有可变大小的数据结构，但它们是有代价的：它们通常有一个固定的标题，它本身占用空间（这使得它们对于少量数据不切实际）。

标签： java performance memory

【解决方案1】：

您的数据适合一个字节，因此只需使用 byte 而不是 int（即 4 个字节）。

【讨论】：

作为旁注，使用 int 占用 4000 字节 = 4KB。这真的是一个问题吗，因为它似乎是一个可以忽略不计的内存量。
AFAIK 大多数 JVM 也使用 32 位的 byte 类型。
@fabian 个人，是的。但是多个字节字段（或字节数组）可以是packed。

【解决方案2】：

每次存储值时检查它们所需的空间将意味着产生额外的无用开销。

如果您知道您的值的大小，那么您可以在开发时正确选择它们的类型。如果您不知道您的值可能占用多少空间，则必须选择尽可能大的空间。

在运行期间，例如，如果一个值是 int，这意味着它可能介于 -2^31 和 (2^31)-1 之间。如果你知道这个值永远不会是这个大小，你可以使用更小的原语，例如byte 或short。

我们可以检查并分配内存中每个元素所需的确切内存量，但这需要更多时间。相反，使用固定数量的内存显然占用更多空间但速度更快，这就是Java的工作原理。不幸的是，我们不能不妥协。

【讨论】：

是的，真正的兄弟。最终判决说，“我们不能不妥协……” :-)

【解决方案3】：

Java 中的 int 长度为 32 位（4 字节）
int 中保存的值不会影响内存中的 int 大小，例如如果您的 int 的值为 0x55

所以，要占用2000字节的内存，就需要500个int，如果创建一个int数组，就会有数组本身的开销，所以会占用更多的内存。

【讨论】：

【解决方案4】：

int 数据类型是 32 位有符号二进制补码整数。 因此占用了 4 个字节的内存。 对于int：
- 最小值为 - 2,147,483,648.(-2^31)
- 最大值为2,147,483,647（含）。（2^31 -1）

如果您的值不会太大，那么您可以根据需要使用byte 或short。

Byte 数据类型是一个 8 位有符号二进制补码整数。
- 最小值为 -128 (-2^7)
- 最大值为127（含）(2^7 -1)
Short 数据类型是一个 16 位有符号二进制补码整数。
- 最小值为 -32,768 (-2^15)
- 最大值为 32,767（含）(2^15 -1)

如果您真的不确定大型列表中有多少元素，您也可以使用linked list。

与传统数组相比，链表的主要优点是可以轻松插入或删除列表元素，而无需重新分配或重组整个结构，因为数据项不需要连续存储在内存或磁盘中，而在编译和运行程序之前，必须在源代码中声明数组。链表允许在链表中的任何点插入和删除节点，如果在链表遍历期间保持在被添加或删除的链接之前的链接，则可以通过恒定数量的操作来完成。

通常为int 数据类型或更重的数据类型使用链表，因为它们实际上会导致每个元素的开销至少为 1 个指针大小，因此如果您的元素很小，实际上情况会更糟。

【讨论】：

但是值得一提的是，链表也会产生至少 1 个指针大小的每个元素的开销，所以如果你的元素很小，实际上你的情况会更糟。
重点应该放在元素大小上。双向链表每个元素将花费您 8/16 字节，因此如果您的元素是 byte，您将浪费 90-95% 的空间。但是，如果您的元素是 8 kbyte 缓冲区，则开销仅为 0.1-0.2%，无论列表大小如何。
如果您使用 byte[]，这将只使用大约 1 KB（1000 个字节），如果您使用 ArrayList<Byte>，则每个条目将使用大约 4 个字节或 4 KB，如果您使用LinkedList 每个元素将使用大约 24 个字节。
更新了我的答案。感谢 biziclop 和@Peter Lawrey 提供的宝贵见解

【解决方案5】：

见Oracle docs：

int： 默认情况下，int 数据类型是 32 位有符号二进制补码整数

也就是说int在内存中占用了4个字节。

和

字节：字节数据类型是一个8位有符号二进制补码整数

因此，在您的情况下，您可以将数据类型更改为 byte 而不是 int。

【讨论】：