Java 集合深入理解：AbstractList

原文：https://blog.youkuaiyun.com/u011240877/article/details/52834074

AbstractList 简介

AbstractList 继承自 AbstractCollection 抽象类，实现了 List 接口 ，是 ArrayList ，Vector和 AbstractSequentiaList 的父类。

在 AbstractCollection 抽象类 中我们知道，AbstractCollection 要求子类必须实现两个方法： iterator () 和 size()。 AbstractList 实现了 iterator()方法：

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

但没有实现 size() 方法

此外还提供了一个抽象方法 get()：

abstract public E get(int index);

因此他的子类必须要实现 get(), size() 方法。

实现的方法

1：indexOf(Object) 获取指定对象 首次出现 的索引：

public int indexOf(Object o) {
	//获取 ListIterator，此时游标位置为 0 
    ListIterator<E> it = listIterator();
    if (o==null) {
        while (it.hasNext())
            if (it.next()==null)
            	//返回游标的前面元素索引
                return it.previousIndex();
    } else {
        while (it.hasNext())
            if (o.equals(it.next()))
                return it.previousIndex();
    }
    return -1;
}

当 it.next() == o 时，游标已经在 o 的下一位，所以需要返回 游标的 previousIndex().
因此lastIndexOf(Object) 与之相反，需要从最后一位向前遍历

2：clear(), removeRange(int, int), 全部/范围 删除元素：

public void clear() {
    removeRange(0, size());
}
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();
    }
}

两种内部迭代器

Itr 代码分析：

private class Itr implements Iterator<E> {
    /**
     * 游标
     */
    int cursor = 0;

    /**
     * 上一次迭代到的元素的位置，每次使用完就会置为 -1
     */
    int lastRet = -1;

    /**
     * 用来判断是否发生并发操作的标示，如果这两个值不一致，就会报错
     */
    int expectedModCount = modCount;

    public boolean hasNext() {
        return cursor != size();
    }

    public E next() {
    	//检查是否有并发修改操作
        checkForComodification();
        try {
            int i = cursor;
            //调用 子类实现的 get() 方法获取元素
            E next = get(i);
            lastRet = i;
            //有迭代操作后就会记录上次迭代的位置
            cursor = i + 1;
            return next;
        } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
            checkForComodification();
            throw new NoSuchElementException();
        }
    }

    public void remove() {
        if (lastRet < 0)
            throw new IllegalStateException();
        checkForComodification();

        try {
            AbstractList.this.remove(lastRet);
            if (lastRet < cursor)
                cursor--;
            lastRet = -1;
            expectedModCount = modCount;
        } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    final void checkForComodification() {
        if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

ListItr 代码分析:

//ListItr 是 Itr 的增强版
private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
	//多了个指定游标位置的构造参数
    ListItr(int index) {
        cursor = index;
    }

	//除了一开始都有前面元素
    public boolean hasPrevious() {
        return cursor != 0;
    }

    public E previous() {
        checkForComodification();
        try {
            int i = cursor - 1;
            E previous = get(i);
            lastRet = cursor = i;
            return previous;
        } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
            checkForComodification();
            throw new NoSuchElementException();
        }
    }

    public int nextIndex() {
        return cursor;
    }

    public int previousIndex() {
        return cursor-1;
    }

    public void set(E e) {
        if (lastRet < 0)
            throw new IllegalStateException();
        checkForComodification();

        try {
            AbstractList.this.set(lastRet, e);
            expectedModCount = modCount;
        } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    public void add(E e) {
        checkForComodification();

        try {
            int i = cursor;
            AbstractList.this.add(i, e);
            lastRet = -1;
            cursor = i + 1;
            expectedModCount = modCount;
        } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }
}

Itr 只是简单实现了 Iterator 的 next, remove 方法。ListItr 在 Itr 基础上多了 向前 和 set 操作。

其他

RandomAccess

public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
    return (this instanceof RandomAccess ?
            new RandomAccessSubList<>(this, fromIndex, toIndex) :
            new SubList<>(this, fromIndex, toIndex));
}

RandomAccess 是一个空的接口，它用来标识某个类是否支持 随机访问（随机访问，相对比“按顺序访问”）。一个支持随机访问的类明显可以使用更加高效的算法。

List 中支持随机访问最佳的例子就是 ArrayList, 它的数据结构使得 get(), set(), add()等方法的时间复杂度都是 O(1);

反例就是 LinkedList, 链表结构使得它不支持随机访问，只能按序访问，因此在一些操作上性能略逊一筹。

通常在操作一个 List 对象时，通常会判断是否支持 随机访问，也就是* 是否为 RandomAccess 的实例*，从而使用不同的算法。

比如遍历，实现了 RandomAccess 的集合使用 get():

实现了 RandomAccess 接口的类有：
ArrayList, AttributeList, CopyOnWriteArrayList, Vector, Stack 等。