在我们构建高性能、可扩展的现代 Java 应用时，处理数组数据结构依然是最基础且最关键的技能之一。你有没有遇到过这样的情况？你手里有一个庞大的数组，但根据业务逻辑，你只需要处理其中连续的一部分。比如，在处理分页数据、时间序列分析或者日志文件的特定片段时，我们并不需要从头到尾遍历整个数组，而是需要精准地提取出中间的那一段。这在技术上被称为获取子数组。
虽然 Java 标准库非常强大，但有趣的是，它并没有直接提供一个像 subArray() 这样直观的方法来切割原生数组。不过，别担心，作为一名开发者，我们有多种高效的手段来实现这一目标。在这篇文章中，我们将深入探讨几种获取子数组的主流方法，从最基础的循环控制到利用 Java 8 引入的强大 Stream API，再到处理对象数组的特殊场景。
我们将不仅学习“怎么做”，还会深入理解“为什么这么做”，以及每种方法的性能考量。准备好让你的代码更加优雅和高效了吗？让我们开始吧！
目录
1. 子数组究竟是什么？
首先，让我们明确一下概念。子数组是指原数组中零个或多个连续元素组成的序列。这里的关键词是“连续”。这意味着，如果你有一个数组 INLINECODE3f82e691，那么 INLINECODE20e07c04 是子数组，但 [1, 3, 5] 就不是，因为它跳过了中间的元素。
在 Java 中，数组的大小是固定的，一旦创建就不能改变。因此，“获取子数组”在技术层面上通常意味着创建一个新的数组，并将原数组中特定范围的元素复制进去。这一过程涉及到内存分配和数据拷贝，理解这一点对于性能优化至关重要。
2. 方法一：使用传统 for 循环（最基础的方式）
让我们从最原始但也最透明的方法开始。使用 for 循环手动复制元素是理解数组切片原理的最好方式。这种方法虽然代码量稍多，但它给了我们完全的控制权，而且在某些极端性能优化的场景下，手动循环往往是最可靠的。
2.1 实现原理
我们需要知道三个关键信息：
- 原数组：数据的来源。
- 起始索引：从哪里开始截取（包含）。
- 结束索引：到哪里结束（不包含）。
2.2 代码示例
下面是一个完整的示例，展示了如何手动创建子数组：
// Java 程序：使用简单的 for 循环获取子数组
public class SubArrayManual {
public static void main(String[] args) {
// 原始数组
int[] originalArray = {10, 20, 30, 40, 50, 60};
// 定义子数组的范围
// 比如我们要获取索引 1 到 4 之间的元素（即 20, 30, 40）
int start = 1; // 起始索引（包含）
int end = 4; // 结束索引（不包含）
// 步骤 1: 计算新数组的长度
int length = end - start;
int[] subArray = new int[length];
// 步骤 2: 遍历并复制元素
// 我们从原数组的 start 位置开始，复制到新数组的 0 位置
for (int i = 0; i < length; i++) {
subArray[i] = originalArray[start + i];
// 等同于：subArray[i - start] = originalArray[i]; (如果 i 从 start 循环到 end)
}
// 打印结果验证
System.out.print("手动循环获取的子数组: ");
for (int num : subArray) {
System.out.print(num + " ");
}
}
}
输出：
手动循环获取的子数组: 20 30 40
2.3 实战见解
使用这种方法，我们需要非常小心索引越界的问题。在上面的代码中，我们首先计算了长度 INLINECODE7f6acfcf，这保证了循环的安全性。如果你在循环中直接操作 INLINECODE1f4ce9d4 从 INLINECODE3cd52900 到 INLINECODE4eaceaf0，一定要确保 INLINECODE09eba3a6 的值没有超过 INLINECODE1e777ceb。
虽然这种方法看起来比较“老派”，但它的优点是零依赖，不需要导入任何工具类，且逻辑非常直观，适合初学者理解内存复制的本质。而且，在内存极度受限的物联网设备开发中，减少库依赖往往意味着更小的二进制体积。
3. 方法二：使用 Arrays.copyOfRange()（最推荐的方法）
如果你希望代码更加简洁、易读，Java 提供了一个内置的“瑞士军刀”：INLINECODE8462545b 类中的 INLINECODE818cc089 方法。这是获取子数组最标准、最 Java 风格的做法。
3.1 为什么选择它？
- 简洁性：一行代码搞定循环和赋值。
- 安全性：底层由 JVM 实现，经过了高度优化，减少了人为编写循环逻辑出错的风险。
- 通用性：它不仅适用于 INLINECODEff54b10f，还适用于 INLINECODE332b0cbe、
double[]等所有类型的数组。
3.2 代码示例
让我们看看如何用这个方法重写上面的逻辑：
// Java 程序：使用 Arrays.copyOfRange() 获取子数组
import java.util.Arrays;
public class SubArrayCopyOfRange {
public static void main(String[] args) {
int[] originalArray = {10, 20, 30, 40, 50, 60};
// 使用 copyOfRange 方法
// 参数1: 原数组
// 参数2: 起始索引（包含）
// 参数3: 结束索引（不包含）
int[] subArray = Arrays.copyOfRange(originalArray, 1, 4);
// Arrays.toString() 可以方便地将数组转换为字符串打印
System.out.println("使用 copyOfRange: " + Arrays.toString(subArray));
}
}
输出：
使用 copyOfRange: [20, 30, 40]
3.3 深入理解：边界填充机制
这个方法的一个非常强大的特性是它对结束索引的处理。如果你传入的 INLINECODE39893eab 值大于原数组的长度，Java 会自动用该类型的默认值（INLINECODEd7d806fd、INLINECODEceb79f78 或 INLINECODE6780b071）填充剩余的位置。这在某些需要扩容的场景下非常有用。
// 示例：结束索引超出数组长度
int[] paddedArray = Arrays.copyOfRange(originalArray, 3, 10);
// originalArray 长度为 6，索引 3 是 40。
// 新数组长度将是 7 (10-3)，多出的位置会被填充为 0。
System.out.println("填充后的数组: " + Arrays.toString(paddedArray));
// 输出: [40, 50, 60, 0, 0, 0, 0]
4. 方法三：使用 Java 8 Stream API（现代化方式）
随着 Java 8 的发布，函数式编程风格走进了我们的视野。如果你正在处理数据流，或者需要在提取子数组的同时对元素进行一些复杂的操作（如过滤、映射），使用 Stream 是一个非常优雅的选择。
4.1 实现逻辑
这里我们主要使用 INLINECODEfac5af0b（针对基本类型 INLINECODEf3fa4ad8，如果是对象数组则使用 Stream）。
- INLINECODE18083a39: 生成一个从 INLINECODE0de0f2bc 到
end-1的数字流（作为索引）。 -
map(i -> array[i]): 将这些索引映射回原数组的实际元素值。 -
toArray(): 将流中的元素收集回一个新的数组。
4.2 代码示例
// Java 程序：使用 Stream 获取子数组
import java.util.Arrays;
import java.util.stream.IntStream;
public class SubArrayStream {
public static void main(String[] args) {
int[] originalArray = {10, 20, 30, 40, 50, 60};
// 提取索引 1 到 4 的子数组
int start = 1;
int end = 4;
int[] subArray = IntStream.range(start, end) // 创建索引流: 1, 2, 3
.map(i -> originalArray[i]) // 映射: arr[1], arr[2], arr[3]
.toArray(); // 转换为数组
System.out.println("使用 Stream 获取: " + Arrays.toString(subArray));
}
}
输出：
使用 Stream 获取: [20, 30, 40]
4.3 适用场景
虽然对于简单的子数组提取，Stream 的性能可能略逊于直接的数组拷贝（因为它有额外的流开销），但它的可读性和可扩展性是无与伦比的。想象一下，如果你只想获取数组中大于 25 的子数组片段，结合 Stream 的 filter 操作会变得极其简单：
// 进阶：提取子数组并同时进行过滤
int[] filteredSub = IntStream.range(1, 5) // 索引 1 到 4
.map(i -> originalArray[i])
.filter(n -> n > 25) // 只要大于 25 的元素
.toArray();
System.out.println("过滤后的结果: " + Arrays.toString(filteredSub));
// 原片段 [20, 30, 40] -> 过滤后 -> [30, 40]
5. 进阶场景：处理对象数组（String 等）
到目前为止，我们主要关注的是 int 类型的数组。但在实际开发中，我们经常需要处理字符串数组或自定义对象数组。让我们看看如何处理对象数组的切片。
5.1 使用 Arrays.copyOfRange() 处理对象
幸运的是，Arrays.copyOfRange() 是泛型的，它对对象数组的处理方式与基本类型数组完全一致，非常方便。
// Java 程序：处理 String 类型的子数组
import java.util.Arrays;
public class SubArrayObjects {
public static void main(String[] args) {
String[] languages = {"Java", "Python", "C++", "JavaScript", "Go"};
// 我们想提取中间的三种语言
String[] subset = Arrays.copyOfRange(languages, 1, 4);
// 打印对象数组
System.out.println("语言子集: " + Arrays.toString(subset));
}
}
输出：
语言子集: [Python, C++, JavaScript]
这种方法对于对象数组来说是浅拷贝。这意味着新数组中的元素依然指向原数组中对象的引用。如果你修改了新数组中某个对象的属性，原数组中对应的对象也会受到影响。这一点在处理可变对象时需要特别留意。
5.2 使用 Stream 处理对象数组
对于对象数组，我们可以使用 Arrays.stream() 方法。
// Java 程序：使用 Stream 处理对象数组
import java.util.Arrays;
public class SubArrayObjectStream {
public static void main(String[] args) {
String[] languages = {"Java", "Python", "C++", "JavaScript", "Go"};
// 使用 Stream.of 或 Arrays.stream 切片
Object[] subStream = Arrays.stream(languages, 1, 4).toArray();
System.out.println("Stream 对象切片: " + Arrays.toString(subStream));
}
}
6. 2026 技术趋势：AI 辅助开发与现代 Java 实践
站在 2026 年的视角，我们编写代码的方式正在发生深刻的变化。随着 AI 编程助手（如 GitHub Copilot, Cursor Windsurf）的普及，对于像“数组切片”这样的标准操作，我们的关注点从“如何写语法”转移到了“如何写意图”。
6.1 Vibe Coding（氛围编程）与 AI 协作
在现代开发流程中，如果你忘记了 INLINECODEc843c64e 的具体参数顺序，你不再需要去翻阅文档。你只需在 IDE 中写下 INLINECODEc6375bcb，AI 就能精准地生成代码。
但是，这并不意味着我们可以盲从。作为专业的开发者，我们必须理解这背后的性能权衡。我们在最近的一个高频交易系统项目中，发现 AI 倾向于过度使用 Stream API，因为代码看起来更“智能”。然而，在纳秒级延迟敏感的路径上，Arrays.copyOfRange 始终是王者。
6.2 现代监控与可观测性
在云原生时代，代码不仅仅是运行在本地，而是部署在 Kubernetes 集群或 Serverless 环境中。当我们选择子数组处理方案时，必须考虑可观测性。
如果我们在处理微服务中的大量日志切片或时间序列数据切片，我们会选择显式的 INLINECODE686ccf1d 循环或 INLINECODEb50e8f4d，并在切片操作周围添加分布式追踪（如 OpenTelemetry）的 Span。这能让我们清晰地看到数据拷贝花费了多少时间。Stream API 由于其内部抽象，有时会使得性能热点分析变得稍微困难一些。
6.3 代码健壮性与防御性编程
随着系统复杂度的增加，输入验证变得前所未有的重要。在 2026 年，我们推荐使用 Java 的断言 或者结合 AI 生成单元测试 来覆盖所有边界情况。
例如，对于 copyOfRange，AI 可以轻松生成以下测试用例：
- 正常范围。
- 起始索引为负数。
- 结束索引超出数组长度。
- 空数组。
- 起始索引大于结束索引。
我们强烈建议在提交代码前，让 AI 帮你跑一遍这些边缘测试。这将避免你在生产环境中遇到令人头疼的 ArrayIndexOutOfBoundsException 或隐蔽的逻辑错误。
7. 常见陷阱与最佳实践
在掌握了这些方法后，我们需要注意一些常见的“坑”，以确保我们的代码健壮性。
7.1 警惕 ArrayIndexOutOfBoundsException
这是最常见的错误。无论是手动循环还是使用库函数，只要你指定的索引超出了数组的边界，程序就会崩溃。
- 预防措施：在切片之前，总是检查索引是否合法。
public static boolean isValidRange(int[] arr, int start, int end) {
return start >= 0 && end <= arr.length && start <= end;
}
7.2 负索引的处理
Python 等语言支持负索引（-1 表示最后一个元素），但 Java 不支持。如果你传入负数给 INLINECODEe8b839b3，它会抛出异常。如果你需要类似 Python 的功能，你必须自己编写逻辑：INLINECODE64e34872。
7.3 性能考量
- INLINECODE376f30c3：通常是最快的，因为它使用了系统级的底层拷贝指令（类似于 INLINECODE9e0cce79）。
-
for循环：在 JIT 编译器优化后，速度通常与内置方法持平，但代码更冗长。 -
Stream：由于涉及到流对象创建、Lambda 表达式调度等开销，对于极小数组的切片，性能通常较慢。但在处理复杂数据管道时，这种性能损失通常是值得的。
8. 总结与展望
在这篇文章中，我们探讨了在 Java 中获取子数组的几种核心方式：
- 传统
for循环：适合理解原理，无需依赖，代码灵活。 -
Arrays.copyOfRange()：最推荐的方式，简洁、安全、高效。 - Java 8 Stream API：现代化的选择，适合复杂数据处理和函数式编程风格。
你可以根据你的实际场景做出选择。如果你的需求仅仅是简单的切片，请优先使用 Arrays.copyOfRange()，它是 Java 开发者的标准工具。如果你正在构建一个复杂的数据处理流水线，不妨尝试一下 Stream API。
希望这些技巧能帮助你在日常编码中更加游刃有余！现在，打开你的 IDE，试着提取一些属于你自己的“子数组”吧。如果你有任何关于数组处理的问题，或者想了解更多关于集合框架的内容，欢迎继续探索和交流。