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英雄联盟排位赛规则:為什么阿里巴巴要求謹慎使用ArrayList中的subList方法

開發十年,就只剩下這套架構體系了??!

英雄联盟充值记录 www.frhrb.icu 集合是Java開發日??⒅芯;崾褂玫降?。在之前的一些文章中,我們介紹過一些關于使用集合類應該注意的事項,如《為什么阿里巴巴禁止在 foreach 循環里進行元素的 remove/add 操作》、《為什么阿里巴巴建議集合初始化時,指定集合容量大小》等。

關于集合類,《阿里巴巴Java開發手冊》中其實還有另外一個規定:

-w1379?

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的實現類同樣也都會報錯。

那么,為什么會發生這樣的報錯呢?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的構造函數創建一個SubList,那么看下這個構造函數做了哪些事情:

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。

1、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,我們發現,原來的那個List中對應元素的值也發生了改變。

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中對應的值也會發生改變。讀者可以自行嘗試一下。

1、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的結構也同樣發生了改變。

1、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,結果發現拋出了ConcurrentModificationException。關于這個異常,我們在《一不小心就踩坑的fail-fast是個什么鬼?》中分析過,這里原理相同,就不再贅述了。

小結

我們簡單總結一下,List的subList方法并沒有創建一個新的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開發手冊中有另外一條規定:

?

如何創建新的List

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

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

PS:最近,《阿里巴巴Java開發手冊》已經正式更名為《Java開發手冊》,并發布了新版本,增加了21條新規約,修改描述112處。

公眾號后臺回復:手冊,即可獲取最新版Java開發手冊。

參考資料: https://www.jianshu.com/p/5854851240df https://www.cnblogs.com/ljdblog/p/6251387.html

(全文完) 歡迎關注『Java之道』微信公眾號
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