為什么阿里要慎重使用ArrayList中的subList方法

發(fā)布時間：2020-09-21 00:13:20 來源：腳本之家閱讀：202 作者：HollisChuang 欄目：編程語言

前言

集合是Java開發(fā)日常開發(fā)中經(jīng)常會使用到的。

關于集合類，《阿里巴巴Java開發(fā)手冊》中其實還有另外一個規(guī)定：

本文就來分析一下為什么會有如此建議？其背后的原理是什么？

subList

subList是List接口中定義的一個方法，該方法主要用于返回一個集合中的一段、可以理解為截取一個集合中的部分元素，他的返回值也是一個List。

如以下代碼：

public static void main(String[] args) {
List<String> names = new ArrayList<String>() {{
add("Hollis");
add("hollischuang");
add("H");
}};
List subList = names.subList(0, 1);
System.out.println(subList);
}

以上代碼輸出結果為：

[Hollis]

如果我們改動下代碼，將subList的返回值強轉成ArrayList試一下：

public static void main(String[] args) {
List<String> names = new ArrayList<String>() {{
add("Hollis");
add("hollischuang");
add("H");
}};
ArrayList subList = names.subList(0, 1);
System.out.println(subList);
}

以上代碼將拋出異常：

java.lang.ClassCastException: java.util.ArrayList$SubList cannot be cast to java.util.ArrayList

不只是強轉成ArrayList會報錯，強轉成LinkedList、Vector等List的實現(xiàn)類同樣也都會報錯。

那么，為什么會發(fā)生這樣的報錯呢？我們接下來深入分析一下。

底層原理

首先，我們看下subList方法給我們返回的List到底是個什么東西，這一點在JDK源碼中注釋是這樣說的：

Returns a view of the portion of this list between the specifiedfromIndex, inclusive, and toIndex, exclusive.

也就是說subList 返回是一個視圖，那么什么叫做視圖呢？

我們看下subList的源碼：

public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
}

這個方法返回了一個SubList，這個類是ArrayList中的一個內部類。

SubList這個類中單獨定義了set、get、size、add、remove等方法。

當我們調用subList方法的時候，會通過調用SubList的構造函數(shù)創(chuàng)建一個SubList，那么看下這個構造函數(shù)做了哪些事情：

SubList(AbstractList<E> parent,
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，這個構造函數(shù)中把原來的List以及該List中的部分屬性直接賦值給自己的一些屬性了。

也就是說，SubList并沒有重新創(chuàng)建一個List，而是直接引用了原有的List（返回了父類的視圖），只是指定了一下他要使用的元素的范圍而已（從fromIndex（包含），到toIndex（不包含））。

所以，為什么不能講subList方法得到的集合直接轉換成ArrayList呢？因為SubList只是ArrayList的內部類，他們之間并沒有集成關系，故無法直接進行強制類型轉換。

視圖有什么問題

前面通過查看源碼，我們知道，subList()方法并沒有重新創(chuàng)建一個ArrayList，而是返回了一個ArrayList的內部類——SubList。

這個SubList是ArrayList的一個視圖。

那么，這個視圖又會帶來什么問題呢？我們需要簡單寫幾段代碼看一下。

非結構性改變SubList

public static void main(String[] args) {
List<String> sourceList = new ArrayList<String>() {{
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);
}

得到結果：

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]

當我們嘗試通過set方法，改變subList中某個元素的值得時候，我們發(fā)現(xiàn)，原來的那個List中對應元素的值也發(fā)生了改變。

同理，如果我們使用同樣的方法，對sourceList中的某個元素進行修改，那么subList中對應的值也會發(fā)生改變。讀者可以自行嘗試一下。

結構性改變SubList

public static void main(String[] args) {
List<String> sourceList = new ArrayList<String>() {{
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);
}

得到結果：

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]

我們嘗試對subList的結構進行改變，即向其追加元素，那么得到的結果是sourceList的結構也同樣發(fā)生了改變。

結構性改變原List

public static void main(String[] args) {
List<String> sourceList = new ArrayList<String>() {{
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);
}

得到結果：

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)

我們嘗試對sourceList的結構進行改變，即向其追加元素，結果發(fā)現(xiàn)拋出了ConcurrentModificationException。

小結

我們簡單總結一下，List的subList方法并沒有創(chuàng)建一個新的List，而是使用了原List的視圖，這個視圖使用內部類SubList表示。

所以，我們不能把subList方法返回的List強制轉換成ArrayList等類，因為他們之間沒有繼承關系。

另外，視圖和原List的修改還需要注意幾點，尤其是他們之間的相互影響：

1、對父(sourceList)子(subList)List做的非結構性修改（non-structural changes），都會影響到彼此。

2、對子List做結構性修改，操作同樣會反映到父List上。

3、對父List做結構性修改，會拋出異常ConcurrentModificationException。

所以，阿里巴巴Java開發(fā)手冊中有另外一條規(guī)定：

為什么阿里要慎重使用ArrayList中的subList方法

如何創(chuàng)建新的List

如果需要對subList作出修改，又不想動原list。那么可以創(chuàng)建subList的一個拷貝：

subList = Lists.newArrayList(subList);
list.stream().skip(strart).limit(end).collect(Collectors.toList());

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。

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