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    java 源码分析Arrays.asList方法详解

    高洛峰高洛峰2017-02-04 10:11:52原创639
    最近,抽空把java Arrays 工具类的asList 方法做了源码分析,在网上整理了相关资料,记录下来,希望也能帮助读者!

    Arrays工具类提供了一个方法asList, 使用该方法可以将一个变长参数或者数组转换成List 。

    其源代码如下:

    /**
     * Returns a fixed-size list backed by the specified array. (Changes to
     * the returned list "write through" to the array.) This method acts
     * as bridge between array-based and collection-based APIs, in
     * combination with {@link Collection#toArray}. The returned list is
     * serializable and implements {@link RandomAccess}.
     *
     * <p>This method also provides a convenient way to create a fixed-size
     * list initialized to contain several elements:
     * <pre>
     *  List<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
     * </pre>
     *
     * @param a the array by which the list will be backed
     * @return a list view of the specified array
     */
    @SafeVarargs
    public static <T> List<T> asList(T... a) {
     return new ArrayList<>(a);
    }

    问题发现

    根据上述方法的描述,我们先来编写几个例子:

    /**
     * @author wangmengjun
     *
     */
    public class ArrayExample {
      
     public static void main(String[] args) {
       
      /**使用变长参数*/
      List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to","Java", "world");
      System.out.println(array1);
       
      /**使用数组*/
      List<String> array2 = Arrays.asList(new String[] {"Welcome", "to","Java", "world"});
      System.out.println(array2);
     }
     
    }

    运行上述程序,输出如下内容。

    [Welcome, to, Java, world]
    [Welcome, to, Java, world]

    心血来潮,突然想在创建的列表中添加一个字符串“Cool~~~”, 走一个。

    /**使用变长参数*/
     List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to","Java", "world");
     array1.add("Cool~~~");

    结果,遇到一个UnsupportedOperationException异常:

    Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
     at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
     at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
     at test.ArrayExample.main(ArrayExample.java:36)

    不可思议,new ArrayList<>(a)产生的列表调用add方法,竟然遇到问题。

    原因查找

    那么问题来了,到底发生了什么事情?带着疑问,去查看一下Arrays.asList中使用的ArrayList到底长啥样?

    原来Arrays的asList方法使用的ArrayList类是一个内部定义的类,而不是java.util.ArrayList类。

    其源代码如下:

    /**
      * @serial include
      */
     private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
       implements RandomAccess, java.io.Serializable
     {
       private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
       private final E[] a;
     
       ArrayList(E[] array) {
         if (array==null)
           throw new NullPointerException();
         a = array;
       }
     
       public int size() {
         return a.length;
       }
     
       public Object[] toArray() {
         return a.clone();
       }
     
       public <T> T[] toArray(T[] a) {
         int size = size();
         if (a.length < size)
           return Arrays.copyOf(this.a, size,
                      (Class<? extends T[]>) a.getClass());
         System.arraycopy(this.a, 0, a, 0, size);
         if (a.length > size)
           a[size] = null;
         return a;
       }
     
       public E get(int index) {
         return a[index];
       }
     
       public E set(int index, E element) {
         E oldValue = a[index];
         a[index] = element;
         return oldValue;
       }
     
       public int indexOf(Object o) {
         if (o==null) {
           for (int i=0; i<a.length; i++)
             if (a[i]==null)
               return i;
         } else {
           for (int i=0; i<a.length; i++)
             if (o.equals(a[i]))
               return i;
         }
         return -1;
       }
     
       public boolean contains(Object o) {
         return indexOf(o) != -1;
       }
     }

    从这个内部类ArrayList的实现可以看出,它继承了抽象类java.util.AbstractList<E>, 但是没有重写add和remove方法,没有给出具体的实现。

    但是,默认情况下,java.util.AbstractList类在add、set以及remove方法中,直接会抛出UnsupportedOperationException异常。AbstractList的部分源代码如下:

    public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
      /**
       * Sole constructor. (For invocation by subclass constructors, typically
       * implicit.)
       */
      protected AbstractList() {
      }
     
      public E set(int index, E element) {
        throw new UnsupportedOperationException();
      }
     
      /**
       * {@inheritDoc}
       *
       * <p>This implementation always throws an
       * {@code UnsupportedOperationException}.
       *
       * @throws UnsupportedOperationException {@inheritDoc}
       * @throws ClassCastException      {@inheritDoc}
       * @throws NullPointerException     {@inheritDoc}
       * @throws IllegalArgumentException   {@inheritDoc}
       * @throws IndexOutOfBoundsException   {@inheritDoc}
       */
      public void add(int index, E element) {
        throw new UnsupportedOperationException();
      }
     
      /**
       * {@inheritDoc}
       *
       * <p>This implementation always throws an
       * {@code UnsupportedOperationException}.
       *
       * @throws UnsupportedOperationException {@inheritDoc}
       * @throws IndexOutOfBoundsException   {@inheritDoc}
       */
      public E remove(int index) {
        throw new UnsupportedOperationException();
      }
    }

    正是因为java.util.Arrays类的内部类ArrayList没有重写add和remove方法,所以,当我们调用其add方法时,其实就是调用了AbstractList类的add方法,结果就是直接抛出UnsupportedOperationException异常。

    同理,在调用remove方法,或者调用与add、remove方法相关联的其它方法(如addAll)同样会遇到UnsupportedOperationException异常。

    addAll的例子:

    /**
     * @author wangmengjun
     *
     */
    public class ArrayExample {
     
      public static void main(String[] args) {
     
        /**使用变长参数*/
        List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to", "Java", "world");
        array1.addAll(Arrays.asList("AAA", "BBB"));
      }
     
    }

    Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
     at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
     at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
     at java.util.AbstractCollection.addAll(Unknown Source)
     at test.ArrayExample.main(ArrayExample.java:36)

    set的例子:

    /**
     * @author wangmengjun
     *
     */
    public class ArrayExample {
     
      public static void main(String[] args) {
     
        /**使用变长参数*/
        List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to", "Java", "world");
        System.out.println(array1);
         
        //将Java替换成hello
        array1.set(2, "hello");
        System.out.println(array1);
      }
     
    }

    正是由于Arrays的内部类ArrayList重写了set方法,所以上述程序能够正常运行,不会再抛出UnsupportedOperationException异常。

    结果如下:

    [Welcome, to, Java, world]
    [Welcome, to, hello, world]

    使用场景

    从上述的例子和简单分析来看,Arrays工具类提供了一个方法asList, 使用该方法可以将一个变长参数或者数组转换成List 。

    但是,生成的List的长度是固定的;能够进行修改操作(比如,修改某个位置的元素);不能执行影响长度的操作(如add、remove等操作)。会抛出UnsupportedOperationException异常。

    Arrays.asList比较适合那些已经有数组数据或者一些元素,而需要快速构建一个List,只用于读取操作,而不进行添加或删除操作的场景。

    如果,想要根据已知数组数据,快速获取一个可进行增删改查的列表List,一个比较简单的方法如下:

    重新使用java.util.ArrayList包装一层。

    /**
     * @author wangmengjun
     *
     */
    public class ArrayExample {
     
      public static void main(String[] args) {
     
        /**使用变长参数*/
        List<String> array1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("Welcome", "to", "Java", "world"));
        System.out.println(array1);
     
        array1.add("Cool~~~");
        System.out.println(array1);
     
      }
     
    }

    结果如下:

    [Welcome, to, Java, world]
    [Welcome, to, Java, world, Cool~~~]

    感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

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