Java除初始化指定长度外如何限制数组元素数量及元素取值范围

问题1：如何限制数组长度在1~10之间 #

首先明确Java原生数组的特性：数组长度在初始化时就会固定，本身没有自带的长度合法性校验机制，你直接写int[] array = new int[28];必然会生成28长度的数组，不会自动触发你需要的长度限制。
你写的校验逻辑存在明显逻辑问题：while (array.length <= 1 && array.length >= 30) 永远无法成立，一个数值不可能同时满足小于等于1且大于等于30，且校验应该放在数组初始化之前执行，数组初始化完成后长度无法修改。
实现方式可以通过封装数组创建的工具方法统一校验：

/**
 * 创建长度限制在1~10之间的int数组
 * @param expectLength 期望的数组长度
 * @return 符合长度要求的数组
 * @throws IllegalArgumentException 长度不符合要求时抛出异常
 */
public static int[] createBoundedArray(int expectLength) throws IllegalArgumentException {
    // 校验长度合法性
    if (expectLength < 1 || expectLength > 10) {
        throw new IllegalArgumentException("数组长度必须在1~10之间，当前输入长度：" + expectLength);
    }
    return new int[expectLength];
}

后续创建数组时统一调用该方法即可，比如int[] array = createBoundedArray(5); 就能保证生成的数组长度符合要求。 #

问题2：如何限制数组元素的取值范围 #

Java原生数组同样没有自带的元素取值校验能力，你可以根据使用场景选择两种实现方案：

方案1：临时校验（仅排序前检查） #

如果只是需要在排序前判断是否存在大于等于100的元素，直接遍历数组做一次全量校验即可：

// 排序前校验元素合法性
for (int num : array) {
    if (num >= 100) {
        throw new IllegalArgumentException("存在大于等于100的非法元素，无法执行排序");
    }
}
// 校验通过再执行排序
Arrays.sort(array);

方案2：封装数组类（全生命周期校验） #

如果需要在数组元素赋值、修改的全流程都做取值限制，直接封装自定义数组类，对外只暴露经过校验的操作方法：

import java.util.Arrays;

public class RestrictedIntArray {
    // 内部持有原生数组，不对外暴露
    private final int[] array;

    // 初始化时先校验长度
    public RestrictedIntArray(int length) {
        if (length < 1 || length > 10) {
            throw new IllegalArgumentException("数组长度必须在1~10之间");
        }
        array = new int[length];
    }

    // 赋值时校验元素取值
    public void set(int index, int value) {
        if (value >= 100) {
            throw new IllegalArgumentException("数组元素不能大于等于100，当前输入值：" + value);
        }
        array[index] = value;
    }

    // 取值方法
    public int get(int index) {
        return array[index];
    }

    // 内置排序方法，执行前自动做元素校验
    public void sort() {
        for (int num : array) {
            if (num >= 100) {
                throw new IllegalArgumentException("存在大于等于100的非法元素，无法执行排序");
            }
        }
        Arrays.sort(array);
    }

    // 如需获取原生数组，返回拷贝避免外部直接修改内部数据
    public int[] getRawArray() {
        return array.clone();
    }
}

另外你写的取值判断逻辑if (input <= 1 && input <= 150)存在逻辑错误，如果你要判断input在1~150的范围内，正确写法是if (input >= 1 && input <= 150)。 #

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Peter