为什么阿里要慎重使用ArrayList中的subList方法
前言
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集合是Java开发日常开发中经常会使用到的。
关于集合类,《阿里巴巴Java开发手册》中其实还有另外一个规定:
本文就来分析一下为什么会有如此建议?其背后的原理是什么?
subList
subList是List接口中定义的一个方法,该方法主要用于返回一个集合中的一段、可以理解为截取一个集合中的部分元素,他的返回值也是一个List。
如以下代码:
public static void main(String[] args) { Listnames = new ArrayList () {{ add("Hollis"); add("hollischuang"); add("H"); }}; List subList = names.subList(0, 1); System.out.println(subList); }
以上代码输出结果为:
[Hollis]
如果我们改动下代码,将subList的返回值强转成ArrayList试一下:
public static void main(String[] args) { Listnames = new ArrayList () {{ add("Hollis"); add("hollischuang"); add("H"); }}; ArrayList subList = names.subList(0, 1); System.out.println(subList); }
以上代码将抛出异常:
java.lang.ClassCastException: java.util.ArrayList$SubList cannot be cast to java.util.ArrayList
不只是强转成ArrayList会报错,强转成LinkedList、Vector等List的实现类同样也都会报错。
那么,为什么会发生这样的报错呢?我们接下来深入分析一下。
底层原理
首先,我们看下subList方法给我们返回的List到底是个什么东西,这一点在JDK源码中注释是这样说的:
Returns a view of the portion of this list between the specifiedfromIndex, inclusive, and toIndex, exclusive.
也就是说subList 返回是一个视图,那么什么叫做视图呢?
我们看下subList的源码:
public ListsubList(int fromIndex, int toIndex) { subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size); return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex); }
这个方法返回了一个SubList,这个类是ArrayList中的一个内部类。
SubList这个类中单独定义了set、get、size、add、remove等方法。
当我们调用subList方法的时候,会通过调用SubList的构造函数创建一个SubList,那么看下这个构造函数做了哪些事情:
SubList(AbstractListparent, int offset, int fromIndex, int toIndex) { this.parent = parent; this.parentOffset = fromIndex; this.offset = offset + fromIndex; this.size = toIndex - fromIndex; this.modCount = ArrayList.this.modCount; }
可以看到,这个构造函数中把原来的List以及该List中的部分属性直接赋值给自己的一些属性了。
也就是说,SubList并没有重新创建一个List,而是直接引用了原有的List(返回了父类的视图),只是指定了一下他要使用的元素的范围而已(从fromIndex(包含),到toIndex(不包含))。
所以,为什么不能讲subList方法得到的集合直接转换成ArrayList呢?因为SubList只是ArrayList的内部类,他们之间并没有集成关系,故无法直接进行强制类型转换。
视图有什么问题
前面通过查看源码,我们知道,subList()方法并没有重新创建一个ArrayList,而是返回了一个ArrayList的内部类——SubList。
这个SubList是ArrayList的一个视图。
那么,这个视图又会带来什么问题呢?我们需要简单写几段代码看一下。
非结构性改变SubList
public static void main(String[] args) { ListsourceList = new ArrayList () {{ add("H"); add("O"); add("L"); add("L"); add("I"); add("S"); }}; List subList = sourceList.subList(2, 5); System.out.println("sourceList : " + sourceList); System.out.println("sourceList.subList(2, 5) 得到List :"); System.out.println("subList : " + subList); subList.set(1, "666"); System.out.println("subList.set(3,666) 得到List :"); System.out.println("subList : " + subList); System.out.println("sourceList : " + sourceList); }
得到结果:
sourceList : [H, O, L, L, I, S] sourceList.subList(2, 5) 得到List : subList : [L, L, I] subList.set(3,666) 得到List : subList : [L, 666, I] sourceList : [H, O, L, 666, I, S]
当我们尝试通过set方法,改变subList中某个元素的值得时候,我们发现,原来的那个List中对应元素的值也发生了改变。
同理,如果我们使用同样的方法,对sourceList中的某个元素进行修改,那么subList中对应的值也会发生改变。读者可以自行尝试一下。
结构性改变SubList
public static void main(String[] args) { ListsourceList = new ArrayList () {{ add("H"); add("O"); add("L"); add("L"); add("I"); add("S"); }}; List subList = sourceList.subList(2, 5); System.out.println("sourceList : " + sourceList); System.out.println("sourceList.subList(2, 5) 得到List :"); System.out.println("subList : " + subList); subList.add("666"); System.out.println("subList.add(666) 得到List :"); System.out.println("subList : " + subList); System.out.println("sourceList : " + sourceList); }
得到结果:
sourceList : [H, O, L, L, I, S] sourceList.subList(2, 5) 得到List : subList : [L, L, I] subList.add(666) 得到List : subList : [L, L, I, 666] sourceList : [H, O, L, L, I, 666, S]
我们尝试对subList的结构进行改变,即向其追加元素,那么得到的结果是sourceList的结构也同样发生了改变。
结构性改变原List
public static void main(String[] args) { ListsourceList = new ArrayList () {{ add("H"); add("O"); add("L"); add("L"); add("I"); add("S"); }}; List subList = sourceList.subList(2, 5); System.out.println("sourceList : " + sourceList); System.out.println("sourceList.subList(2, 5) 得到List :"); System.out.println("subList : " + subList); sourceList.add("666"); System.out.println("sourceList.add(666) 得到List :"); System.out.println("sourceList : " + sourceList); System.out.println("subList : " + subList); }
得到结果:
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.ArrayList$SubList.checkForComodification(ArrayList.java:1239) at java.util.ArrayList$SubList.listIterator(ArrayList.java:1099) at java.util.AbstractList.listIterator(AbstractList.java:299) at java.util.ArrayList$SubList.iterator(ArrayList.java:1095) at java.util.AbstractCollection.toString(AbstractCollection.java:454) at java.lang.String.valueOf(String.java:2994) at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:131) at com.hollis.SubListTest.main(SubListTest.java:28)
我们尝试对sourceList的结构进行改变,即向其追加元素,结果发现抛出了ConcurrentModificationException。
小结
我们简单总结一下,List的subList方法并没有创建一个新的List,而是使用了原List的视图,这个视图使用内部类SubList表示。
所以,我们不能把subList方法返回的List强制转换成ArrayList等类,因为他们之间没有继承关系。
另外,视图和原List的修改还需要注意几点,尤其是他们之间的相互影响:
1、对父(sourceList)子(subList)List做的非结构性修改(non-structural changes),都会影响到彼此。
2、对子List做结构性修改,操作同样会反映到父List上。
3、对父List做结构性修改,会抛出异常ConcurrentModificationException。
所以,阿里巴巴Java开发手册中有另外一条规定:
如何创建新的List
如果需要对subList作出修改,又不想动原list。那么可以创建subList的一个拷贝:
subList = Lists.newArrayList(subList); list.stream().skip(strart).limit(end).collect(Collectors.toList());
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持创新互联。
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