Java源碼解析之接口List

目錄

前言

List接口是Collection接口的三大接口之一，其中的數據可以通過(guò)位置檢索，用戶(hù)可以在指定位置插入數據。List的數據可以為空，可以重復。我們來(lái)看看api文檔是怎么說(shuō)的：

一、List特有的方法

我們這里就只關(guān)注和Collection不同的方法，主要有以下這些：

//在指定位置，將指定的集合插入到當前的集合中
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);

//這是一個(gè)默認實(shí)現的方法，會(huì )通過(guò)Iterator的方式對每個(gè)元素進(jìn)行指定的操作
default void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
    Objects.requireNonNull(operator);
    final ListIterator<E> li = this.listIterator();
    while (li.hasNext()) {
        li.set(operator.apply(li.next()));
    }
}

//排序，依據指定的規則對當前集合進(jìn)行排序，可以看到，排序是通過(guò)Arrays這個(gè)工具類(lèi)完成的。
default void sort(Comparator<? super E> c) {
    Object[] a = this.toArray();
    Arrays.sort(a, (Comparator) c);
    ListIterator<E> i = this.listIterator();
    for (Object e : a) {
        i.next();
        i.set((E) e);
    }
}

//獲取指定位置的元素
E get(int index);

//修改指定位置元素的值
E set(int index, E element);

//將指定元素添加到指定的位置
void add(int index, E element);

//將指定位置的元素移除
E remove(int index);

//返回一個(gè)元素在集合中首次出現的位置
int indexOf(Object o);

//返回一個(gè)元素在集合中最后一次出現的位置
int lastIndexOf(Object o);

//ListIterator繼承于Iterator，主要增加了向前遍歷的功能
ListIterator<E> listIterator();

//從指定位置開(kāi)始，返回一個(gè)ListIterator
ListIterator<E> listIterator(int index);

//返回一個(gè)子集合[fromIndex, toIndex)，非結構性的修改返回值會(huì )反映到原表，反之亦然。
//如果原表進(jìn)行了結構修改，則返回的子列表可能發(fā)生不可預料的事情
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);

通過(guò)對上面方法的研究，我們不難發(fā)現，collection接口主要提供一些通常的方法，而List接口則針對線(xiàn)性表的結構，提供了對位置以及字表的操作。

二、超級實(shí)現類(lèi)AbstractList

我們先看看源文檔是怎么來(lái)說(shuō)AbstractList的，要實(shí)現一個(gè)不可修改的集合，只需要復寫(xiě)get和size方法。如果要實(shí)現一個(gè)可以修改的集合，還需要復寫(xiě)set方法，如果要動(dòng)態(tài)調整大小，就必須實(shí)現add和remove方法。

接下里我們一起來(lái)來(lái)看看源碼吧！

//在A(yíng)bstractCollection中，add方法默認會(huì )拋出異常，
//而在這里是調用了add(int index, E e)方法，但這個(gè)方法也是沒(méi)有實(shí)現的。
//這里默認會(huì )把元素添加到末尾。
public boolean add(E e) {
    add(size(), e);
    return true;
}

//同上，這個(gè)只需要進(jìn)行一次遍歷即可
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
    //...   
}

接下里我們在繼續看看其他幾個(gè)方法，這幾個(gè)是與Iterator和ListIterator息息相關(guān)的，在A(yíng)bstractList中有具體的實(shí)現，我們先來(lái)看看它是如何把集合轉變成Iterator對象并支持foreach循環(huán)的吧。

我們通過(guò)源碼發(fā)現：在Iterator方法中，是直接返回一個(gè) Itr對象

public Iterator<E> iterator() {
    return new Itr();
}

其實(shí)我們很快也就會(huì )明白，它是實(shí)現了一個(gè)內部類(lèi)，這個(gè)內部類(lèi)實(shí)現了Iterator接口，合理的處理hasNext、next、remove方法。這個(gè)源碼就不粘貼啦，其中僅僅在remove時(shí)考慮了一下多線(xiàn)程問(wèn)題，有興趣的可以自己去看看。

我們來(lái)看看另一個(gè)吧–ListIterator吧他也是通過(guò)一個(gè)內部類(lèi)是實(shí)現的

public ListIterator<E> listIterator() {
    return listIterator(0);
}

public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
    rangeCheckForAdd(index);
    return new ListItr(index);
}

事實(shí)證明，和我們想的一樣，AbstractList內部還定義了一個(gè)ListItr，實(shí)現了ListIterator接口，其實(shí)現也很簡(jiǎn)單，就不粘貼源碼啦。

接下倆讓我們來(lái)看看AbtractList是怎么利用這兩個(gè)類(lèi)來(lái)做事情的

//尋找一個(gè)元素首次出現的位置，只需要從前往后遍歷，找到那個(gè)元素并返回其位置即可。
public int indexOf(Object o) {
    ListIterator<E> it = listIterator();
    if (o==null) {
        while (it.hasNext())
            if (it.next()==null)
                return it.previousIndex();
    } else {
        while (it.hasNext())
            if (o.equals(it.next()))
                return it.previousIndex();
    }
    return -1;
}

//同理，尋找一個(gè)元素最后一次出現的位置，只需要從列表最后一位向前遍歷即可。
//看到listIterator(int index)方法是可以傳遞參數的，這個(gè)我想我們都可以照著(zhù)寫(xiě)出來(lái)了。
public int lastIndexOf(Object o) {
    //...
}

//這個(gè)方法是把從fromIndex到toIndex之間的元素從集合中刪除。
//clear()方法也是調用這個(gè)實(shí)現的（我認為clear實(shí)現意義并不大，因為在其上級AbstractCollection中已經(jīng)有了具體實(shí)現）。
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
    ListIterator<E> it = listIterator(fromIndex);
    for (int i=0, n=toIndex-fromIndex; i<n; i++) {
        it.next();
        it.remove();
    }
}

在接下來(lái)讓我們來(lái)說(shuō)一說(shuō)兩個(gè)比較重要的內容一個(gè)是關(guān)于SubList，另一個(gè)是關(guān)于equals和hascode的。

三、SubList、equals和hascode

SubList并不是新建了一個(gè)list，只是持有當前集合的引用，然后控制了用戶(hù)可以操作的范圍，所以在接口定義時(shí)就說(shuō)明了其更改會(huì )直接反應到原集合中。SubList是定AbstractList內部，并且是AbstractList的基礎上增加了對可選范圍的控制。

而equals和hascode的實(shí)現，也關(guān)乎我們的使用。在A(yíng)bstractList中，這兩個(gè)方法不僅與其實(shí)例有關(guān)，也和其內部包含的元素有關(guān)，所以在定義數據元素時(shí)，也應該復寫(xiě)這兩個(gè)方法，以保證程序的正確運行。這里看下其源碼加深一下印象吧。

public boolean equals(Object o) {
    if (o == this)
        return true;
    if (!(o instanceof List))
        return false;

    ListIterator<E> e1 = listIterator();
    ListIterator<?> e2 = ((List<?>) o).listIterator();
    while (e1.hasNext() && e2.hasNext()) {
        E o1 = e1.next();
        Object o2 = e2.next();
        //這里用到了數據元素的equals方法
        if (!(o1==null ? o2==null : o1.equals(o2)))
            return false;
    }
    return !(e1.hasNext() || e2.hasNext());
}

public int hashCode() {
    int hashCode = 1;
    for (E e : this)
        //這里用到了數據元素的hashCode方法
        hashCode = 31*hashCode + (e==null ? 0 : e.hashCode());
    return hashCode;
}

到此這篇關(guān)于Java源碼解析之接口List的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java接口List內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！