[改善Java代码]asList方法产生的List对象不可更改

上一个建议之处了asList方法在转换基本类型数组时候存在的问题,在看下asList方法返回的列表有何特殊的地方.看代码:

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Client {
    //枚举，声明一个星期
    enum Week{Sun,Mon, Tue, Wed,Thu,Fri,Sat}
    public static void main(String[] args) {
        //工作日
        Week[] workDays = {Week.Mon, Week.Tue, Week.Wed,Week.Thu,Week.Fri};
        //转换为列表
        List<Week> list = Arrays.asList(workDays);
        //增加周六也为工作日
        list.add(Week.Sat);

        /*工作日开始干活了*/
    }
}

编译没有任何问题,运行结果:

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException

不支持List的add方法,看asList的源代码.

     /**
      * Returns a fixed-size list backed by the specified array.  (Changes to
      * the returned list "write through" to the array.)  This method acts
      * as bridge between array-based and collection-based APIs, in
      * combination with {@link Collection#toArray}.  The returned list is
      * serializable and implements {@link RandomAccess}.
      *
      * <p>This method also provides a convenient way to create a fixed-size
      * list initialized to contain several elements:
      * <pre>
      *     List&lt;String&gt; stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
      * </pre>
      *
      * @param a the array by which the list will be backed
      * @return a list view of the specified array
      */
     @SafeVarargs
     public static <T> List<T> asList(T... a) {
         return new ArrayList<>(a);
     }

直接new 了一个ArrayList对象返回,难道ArrayList不支持add方法?问题就出在这个ArrayList类上,此ArrayList非java.util.ArrayList,而是Arrays工具类的一个内置类,其构造函数如下:

    //这是一个静态私有内部类
    private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements RandomAccess, java.io.Serializable
    {
        //存储列表元素的数组
        private final E[] a;
        //唯一的构造函数
        ArrayList(E[] array) {
            if (array==null)
                throw new NullPointerException();
            a = array;
        }

    }

这个ArrayList是一个静态的私有内部类,除了Arrays能访问外,其他类都不能访问.仔细看这个类没有提供add方法,那肯定是父类AbstractList提供了,看代码:

    public boolean add(E e) {
        add(size(), e);
        return true;
    }
    public void add(int index, E element) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

父类确实提供了,但没有提供具体的实现,所以每个子类都需要自己覆写add方法,而Arrays的内部类ArrayList没有覆写,因此add一个元素就会报错了.

我们再深入的看这个ArrayList静态内部类,它仅仅实现了5个方法:

1.size:元素数量

2.toArray:转化为数组,实现了数组的浅拷贝.

3.get:获得指定元素.

4.set:重置某一元素值.

5.contains:是否包含某一元素.

对于我们经常使用的List.add和List.remove方法它都没有实现了,也就是说asList返回的是一个长度不可变的列表,数组是多长,转换成的列表也就是多长.

换句话说此处的列表只是数组的一个外壳,不再保持列表变长的特性.这才是我们要关注的重点(虽然此处JDK的设计有悖于OO的设计原则,但是我们无力回天).

有些开发者喜欢如下定义和初始化列表:

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("张三","李四","王五");

    }
}

看似很便捷,却隐藏着重大的隐患-----列表长度无法修改.如果这样的一个List传递到一个允许add操作的方法中,那将会产生何种结果.

除非非常自信该List仅仅限于读操作.

附录Arrays中的静态内部类的ArrayList的源代码:

    /**
     * @serial include
     */
    private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements RandomAccess, java.io.Serializable
    {
        private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
        private final E[] a;

        ArrayList(E[] array) {
            if (array==null)
                throw new NullPointerException();
            a = array;
        }

        public int size() {
            return a.length;
        }

        public Object[] toArray() {
            return a.clone();
        }

        public <T> T[] toArray(T[] a) {
            int size = size();
            if (a.length < size)
                return Arrays.copyOf(this.a, size,
                                     (Class<? extends T[]>) a.getClass());
            System.arraycopy(this.a, 0, a, 0, size);
            if (a.length > size)
                a[size] = null;
            return a;
        }

        public E get(int index) {
            return a[index];
        }

        public E set(int index, E element) {
            E oldValue = a[index];
            a[index] = element;
            return oldValue;
        }

        public int indexOf(Object o) {
            if (o==null) {
                for (int i=0; i<a.length; i++)
                    if (a[i]==null)
                        return i;
            } else {
                for (int i=0; i<a.length; i++)
                    if (o.equals(a[i]))
                        return i;
            }
            return -1;
        }

        public boolean contains(Object o) {
            return indexOf(o) != -1;
        }
    }