从源码角度解析ArrayList.subList的几个坑!

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前言

《阿里巴巴Java开发手册》中提出了以下几点建议和规则:

「规则1:」

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「规则2:」

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本文通过源码分析,给大家讲清楚《手册》为什么这么规定

ArrayList的subList分析

首先通过 IDEA 的提供的类图工具,我们可以查看下该类的继承体系。

具体步骤:在 SubList 类中 右键,选择 “Diagrams” -> “Show Diagram” 。

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可以看到 SubList 和 ArrayList 的继承体系非常类似,都实现了 RandomAccess 接口 继承自 AbstarctList。

但是SubList 和 ArrayList 并没有继承关系,因此 ArrayList 的 SubList 并不能强转为 ArrayList 。

「下面我们写一个简单的测试代码片段来验证转换异常问题:」

 

java

复制代码

public static void main(String[] args) {   List<Integer> integerList = new ArrayList<>();   integerList.add(0);   integerList.add(1);   integerList.add(2);   List<Integer> subList = integerList.subList(0, 1); ​   ArrayList<Integer> castList = (ArrayList<Integer>) subList; }

输出:

 

java

复制代码

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.util.ArrayList$SubList cannot be cast to java.util.ArrayList

从上面的结果也可以清晰地看出,subList 并不是

### ArrayList 的使用方法和特性 #### 存储性能 ArrayList 是基于动态数组实现的列表[^2]。在底层,它使用一个数组来存储元素,并在需要时自动扩容。这种设计使得 ArrayList 在进行按索引访问时性能非常高,但在插入和删除操作上可能表现不如链表。 #### 特性 1. **动态扩容**:ArrayList 在添加新元素时,如果当前数组已满,它会创建一个更大的数组(通常是原大小的 1.5 倍),然后将原数组的元素复制到新数组中。这种机制虽然避免了频繁的扩容,但在进行大批量元素添加时,扩容操作可能导致性能下降。 2. **随机访问**:由于底层使用数组存储,ArrayList 支持通过索引直接访问元素,时间复杂度为 O(1),因此非常适合频繁的随机读取操作。 3. **顺序存储**:ArrayList 中元素的存储是连续的数组位置,任何中间位置的插入或删除操作都需要移动元素,因此插入或删除操作的时间复杂度为 O(n)[^2]。 #### 使用场景 ArrayList 非常适合需要频繁随机访问元素的场景,而不适合频繁进行插入和删除操作的场景。 #### 示例用法 以下是一个简单的 ArrayList 使用示例: ```java import java.util.ArrayList; public class ArrayListExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个ArrayList ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 添加元素 list.add("Apple"); list.add("Banana"); list.add("Cherry"); // 访问元素 System.out.println("Element at index 1: " + list.get(1)); // 插入元素 list.add(1, "Apricot"); System.out.println("List after insertion: " + list); // 删除元素 list.remove(2); System.out.println("List after deletion: " + list); // 检查元素是否存在 boolean containsBanana = list.contains("Banana"); System.out.println("List contains 'Banana': " + containsBanana); } } ``` #### 性能分析 - **查找操作**:通过索引访问的时间复杂度为 O(1),因为可以直接定位数组中的位置。 - **插入/删除操作**:在末尾添加元素的时间复杂度为 O(1),但在中间或头部插入/删除元素时,时间复杂度为 O(n),因为需要移动数组中的元素。 - **扩容开销**:当数组容量不够时,ArrayList 需要进行扩容操作,扩容的时间复杂度为 O(n),因为所有元素需要被复制到新的数组中。 #### 线程安全 ArrayList 不是线程安全的。如果需要线程安全的列表,可以使用 Vector 或者使用 Collections.synchronizedList 方法来包装 ArrayList。 ###
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