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为什么要谨慎使用Arrays.asList、ArrayList的subList?

2星期前

1. 使用Arrays.asList的注意事项

1.1 可能会踩的坑

先来看下Arrays.asList的使用:

List<Integer> statusList = Arrays.asList(1, 2);
System.out.println(statusList);
System.out.println(statusList.contains(1));
System.out.println(statusList.contains(3));
复制代码

输出结果如下图所示:

然后,往statusList中添加元素3,如下所示:

statusList.add(3);
System.out.println(statusList.contains(3));
复制代码

预期的结果,应该是输出true,但是实际却是抛出了java.lang.UnsupportedOperationException异常:

不禁疑问,只是简单添加个元素,为啥会抛这么个异常呢,不科学啊。

1.2 原因分析

带着这个疑问,我们看下Arrays类提供的静态方法asList的源码:

返回的是ArrayList,很熟悉,有木有,但是再细心一看,就会发现此ArrayList并不是我们经常使用的ArrayList,因为我们平时经常使用的ArrayList是位于java.util包下的:

但是此处的ArrayList却是Arrays类的内部类:

它也继承了AbstractList类,重写了很多方法,比如我们上面使用的contains方法,但是却没有重写add方法,所以我们在调用add方法时才会抛出java.lang.UnsupportedOperationException异常。

关于这一点,在《阿里巴巴Java开发手册》泰山版中,也有提及:

使用工具类 Arrays.asList()把数组转换成集合时,不能使用其修改集合相关的方法,它的 add/remove/clear 方法会抛出 UnsupportedOperationException 异常。

所以大家在使用Arrays.asList时还是要注意下,避免踩坑。

1.3 总结

Arrays.asList方法可以在一些简单的场合使用,比如快速声明一个集合,判断某个值是否在允许的范围内:

但声明后不要再调用add等方法修改集合,否则会报java.lang.UnsupportedOperationException异常。

2. 使用ArrayList的subList的注意事项

先来看下subList的简单使用:

List<String> bookList = new ArrayList<>();
bookList.add("遥远的救世主");
bookList.add("背叛");
bookList.add("天幕红尘");
bookList.add("人生");
bookList.add("平凡的世界");

List<String> luyaoBookList = bookList.subList(3, 5);

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);
复制代码

运行结果如下图所示:

从运行结果可以看出,subList返回的是bookList中索引从fromIndex(包含)到toIndex(不包含)的元素集合。

使用起来很简单,也很好理解,不过还是有以下几点要注意,否则会造成程序错误或者异常:

  1. 修改原集合元素的值,会影响子集合
  2. 修改原集合的结构,会引起ConcurrentModificationException异常
  3. 修改子集合元素的值,会影响原集合
  4. 修改子集合的结构,会影响原集合

以上几点在《阿里巴巴Java开发手册》泰山版中是这样描述的:

2.1 修改原集合的值,会影响子集合

比如,我们修改下原集合bookList中某一元素的值(非结构性修改):

List<String> bookList = new ArrayList<>();
bookList.add("遥远的救世主");
bookList.add("背叛");
bookList.add("天幕红尘");
bookList.add("人生");
bookList.add("平凡的世界");

List<String> luyaoBookList = bookList.subList(3, 5);

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);

// 修改原集合的值
bookList.set(3,"路遥-人生");

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);
复制代码

运行结果如下所示:

可以看出,虽然我们只是修改了原集合bookList的值,但是影响到了子集合luyaoBookList。

2.2 修改原集合的结构,会引起ConcurrentModificationException异常

比如,我们往原集合bookList中添加一个元素(结构性修改):

List<String> bookList = new ArrayList<>();
bookList.add("遥远的救世主");
bookList.add("背叛");
bookList.add("天幕红尘");
bookList.add("人生");
bookList.add("平凡的世界");

List<String> luyaoBookList = bookList.subList(3, 5);

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);

// 往原集合中添加元素
bookList.add("早晨从中午开始");

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);
复制代码

运行结果如下所示:

可以看出,当我们往原集合中添加了元素(结构性修改)后,在遍历子集合时,发生了ConcurrentModificationException异常。

注意事项:以上异常并不是在添加元素时发生的,而是在添加元素后,遍历子集合时发生的。

关于这一点,在《阿里巴巴Java开发手册》泰山版中是这样描述的:

2.3 修改子集合的值,会影响原集合

比如,我们修改下子集合luyaoBookList中某一元素的值(非结构性修改):

List<String> bookList = new ArrayList<>();
bookList.add("遥远的救世主");
bookList.add("背叛");
bookList.add("天幕红尘");
bookList.add("人生");
bookList.add("平凡的世界");

List<String> luyaoBookList = bookList.subList(3, 5);

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);

// 修改子集合的值
luyaoBookList.set(1,"路遥-平凡的世界");

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);
复制代码

运行结果如下所示:

可以看出,虽然我们只是修改了子集合luyaoBookList的值,但是影响到了原集合bookList。

2.4 修改子集合的结构,会影响原集合

比如,我们往子集合luyaoBookList中添加一个元素(结构性修改):

List<String> bookList = new ArrayList<>();
bookList.add("遥远的救世主");
bookList.add("背叛");
bookList.add("天幕红尘");
bookList.add("人生");
bookList.add("平凡的世界");

List<String> luyaoBookList = bookList.subList(3, 5);

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);

// 往子集合中添加元素
luyaoBookList.add("早晨从中午开始");

System.out.println(bookList);
System.out.println(luyaoBookList);
复制代码

运行结果如下所示:

可以看出,当我们往子集合中添加了元素(结构性修改)后,影响到了原集合bookList。

2.5 原因分析

首先,我们看下subList方法的注释,了解下它的用途:

Returns a view of the portion of this list between the specified {@code fromIndex}, inclusive, and {@code toIndex}, exclusive.

翻译过来意思就是:

返回指定的{@code fromIndex}(包含)和{@code toIndex}(排除)之间的列表部分的视图。

然后,我们看下它的源码:

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

可以看到,它调用了SubList类的构造函数,该构造函数的源码如下图所示:

可以看出,SubList类是ArrayList的内部类,该构造函数中也并没有重新创建一个新的ArrayList,所以修改原集合或者子集合的元素的值,是会相互影响的。

2.6 总结

ArrayList的subList方法,返回的是原集合的一个子集合(视图),非结构性修改任意一个集合的元素的值,都会彼此影响,结构性修改原集合时,会报ConcurrentModificationException异常,结构性修改子集合时,会影响原集合,所以使用时要注意,避免程序错误或者异常。

3. 参考

谨慎使用ArrayList中的subList方法

《阿里巴巴Java开发手册》泰山版


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