仅复制 3D 数组的前 2 个维度

Question

我将以下 3D 数组设置为两个程序状态之间的缓冲区。

private boolean state [][][] = new boolean [20][20][2];

我正在尝试从

复制所有内容

state[0-19][0-19][1]

到

state[0-19][0-19][0]

目前我正在使用 for 循环，效果很好，但我不禁觉得有更好的方法。我知道我可以只使用两个单独的 2D 数组并做一个简单的复制，但我很想看看有没有办法解决这个问题。

当前循环：

for (int i=0;i<20;i++){
        for (int j=0;j<20;j++){
            state[i][j][0]=state[i][j][1];
    }
}

Answer 1

有时您可以将内部循环替换为System.arraycopy，这样会更快。但我相信不在你的内存布局中。

如果可能，请考虑更新引用而不是复制数组。回想一下，java 中的“多维”数组实际上是数组的数组。

特别是，

 boolean[] tmp = multi[0];
 multi[0] = multi[1];
 multi[1] = tmp;

交换两个数组引用，成本接近于零。这比复制然后覆盖旧值快很多。但有时你需要一个副本（如果你不覆盖旧值），那么你不能这样做。

请注意，您不应盲目这样做：

 multi[0][0] = 1;
 multi[1] = multi[0];
 multi[1][0] = 0;
 System.err.println(multi[0][0]);

将打印0，因为现在multi[0] 和multi[1] 指向同一个嵌套数组，您应该使用过。

 multi[1] = multi[0].clone();

请注意，克隆也不是深，因此multi.clone() 将指向与multi 相同的嵌套数组。 Java 中没有内置的深度克隆或深度数组复制，无论哪种方式都需要使用循环。

但同样，如果您想将第二个元素复制到 许多数组 中的第一个元素，那么这些都不起作用。这是你的内存布局的问题。

回忆一下你的数据结构在内存中的样子：

 boolean[][][] -> boolean[][] -> boolean[]{ 0, 1 }
              \               \> boolean[]{ 0, 1 }
               \> boolean[][] -> boolean[]{ 0, 1 }
                              \> boolean[]{ 0, 1 }

您想复制每个数组中的一个元素。它们可以在你的内存中全部（每个boolean[]... 都是它自己的对象！），所以没有办法用原语来加速 - 数据是分散的。如果可能的话，也许考虑改变你的内存布局。

还要考虑 boolean 数组的替代方案。布尔值占用 1 个字节的内存，但只存储一位（请注意，这可以更快，所以它本身还不错！）。但有时将整个布尔数组存储在BitSet 或long 中，然后使用实际的位操作是有意义的。但是收获，有时确实值得，有时却很痛苦。

Answer 2

我喜欢 nhahtdh 重新组织维度的解决方案，但请注意，如果您复制参考，那么如果您稍后更改 state[0]，state[1] 将反映更改，反之亦然（请注意，实际上可能是你想要什么）。引用可以在 2 个地方访问，但只能在一个地方存储内容 - 旧的指针/引用混淆。单元测试是你的朋友:-)

如果你有一个单维数组，Arrays.copyOf() 方法可以帮助避免一些循环代码。但请记住，某些sometype[] 对象的副本会将reference 复制到该对象，而不是所有单独的sometype 对象。

您当然可以开始使用.clone() 甚至序列化来获得sometype[] 对象的“深层”副本，但这会比嵌套循环更复杂。