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Java - 一道关于Arrays.asList的题目

题目

有这样一道有趣的题目:

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final int[] test = new int[]{1,2,3,4};
final Integer[] test2 = new Integer[]{1,2,3,4};
final List list1 = Arrays.asList(test);
final List list2 = Arrays.asList(test2);
final List list3 = Arrays.asList(1,2,3,4);
System.out.println(list1.size());
System.out.println(list2.size());
System.out.println(list3.size());

对于上边的3个size(),输出的结果如下:

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这道题考察的是Arrays.asList()这个api以及泛型的知识点,工作时用到该api的情景也挺多的。下面分析下,为什么是这个答案。

分析

对于list1,为什么size是1?
这是因为Arrays.asList如果传入的数组是基础数据类型的数组时,会将整个数组作为一个对象来构建ArrayList,所以size是1。在源码实现中:

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public static <T> List<T> asList(T... a) {
return new ArrayList<>(a);
}

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) {
a = Objects.requireNonNull(array);
}

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

可以看到,Arrays.asList的形参是可变参数T... a,等同于一个数组参数T[]。这里的T是泛型。在调用该api时,会直接用传入的参数来构建一个ArrayList。

这个ArrayList<E>是Arrays的静态内部类,同样使用了泛型,而泛型是不支持基础数据类型的。

当传入的参数是一个基础数据类型的数组时,就把整个数组对象解析为泛型T;如果传入的参数是一个对象类型的数组,就把数组中的对象类型解析为泛型T。如下:

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传入的参数是int[]时:
int[] -> T[]中的T,此时Arrays.asList()返回的是一个size为1的ArrayList<int[]>


传入的参数是Integer[]时:
Integer[] -> T[],此时Arrays.asList()返回的是一个ArrayList<Integer>,其size的值与Integer[]的length一样

因此,题目里的list1和list2的size会不一样。那为什么直接传入1,2,3,4这四个int参数所得到的结果又是4呢?

这是因为当直接传入参数为基础数据类型时,由于方法形参是泛型数组,于是就通过自动装箱把基础数据类型的参数包装为对应的包装类。比如传入的是int,就自动装箱成Integer,这样就能被泛型所接收了。

也就是说,虽然传入参数是1,2,3,4,其实会通过自动装箱变成一个Integer[]参数,然后传递给T[],最后返回的就是一个ArrayList<Integer>

下面是一个可以证明该过程的例子:

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public static void main(final String[] args) {
final int[] array1 = new int[]{1,2,3,4};
final Integer[] array2 = new Integer[]{1,2,3,4};

test(array1);
test(array2);
test(1,2,3,4);
}

public static <T> void test(final T... a) {
System.out.println(a.length);
}

其结果如下:

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Arrays.asList的其他知识点

由于Arrays.asList返回的是Arrays的静态内部类ArrayList,这个ArrayList并没有重写add和remove方法的。也就是说,这个ArrayList一旦new出来了,其大小就固定下来了,不能再调用add或者remove方法了,否则就会报错如下:

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Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)

虽然不能调用add或者remove,但可以调用set、contains、sort等其他的方法,也可以进行遍历。

如果我们确实需要调用add或者remove方法,可以有以下方法:

方法一

遍历Arrays.asList返回的集合,然后一个个添加到我们常用的集合里,比如java.util.ArrayList

方法二

使用list.addAll(Arrays.asList(a)),直接把Arrays.asList返回的集合给整个添加到新的集合里。

方法三

可以直接通过new ArrayList<>(Arrays.asList(a))的方法来构建一个有着完善功能的集合。

方法四

使用Collections.addAll()来替代Arrays.asList(),这样得到的就是一个有着完善功能的集合。

泛型(Generics)的知识点

泛型的定义:在程序中我们将一个对象放入集合中,但是集合不会记住对象的类型,当我们在次使用对象的时候,对象变为Object类型,而程序中还是原来的类型,我们必须要自己转换其类型,为了解决这个问题,则提出泛型。

泛型要求包容的是对象类型,而八种基础数据类型不属于对象类型,但是它们有对应的封装类/包装类。并且在调用函数时,会根据参数类型来进行自动装箱或者自动拆箱(Autoboxing and unboxing)。对自动装箱/拆箱有兴趣的可以参考下边的链接。

参考链接

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