java sublist_Java中List的subList()方法的使用陷阱

我会带着你远行 2022-10-27 00:29 266阅读 0赞

如果没有看过List或者两个常用的实现类ArrayList、LinkedList的subList()方法的源码，而只是通过API文档，那么很多朋友很容易调入一个陷阱。或者有些朋友根据String的subString()方法来推测，List的subList()方法应该和String的subString()方法类似吧。的确，subList()得到的结果确实是该List的一个子list，这没有错，但是在得到该子list的同时，系统还做了一件隐蔽的事情，那就是，将该子List(我们称作LIst B)内部的一个重要的List(我们称作LIst C)引用字段指向了该父List (我们称作LIst A)所指向的对象(也就是说，经过subList()方法运算之后，原先只有父List (LIst A)一个引用指向的对象，现在增加为两个引用指向该对象了,这两个引用分别是List A 和 List C)，而之所以说这个内部的List 引用(List C)重要，是因为凡是该子List (List B)后续的增删操作，其实在实现他自己的容量和数据变化之外，还对他内部的这个List引用字段(List C)也进行了相应的增删操作，而List A (也就是原先的父List)和 该List C又同时指向原先List A (原先的父List)所指向的对象，所以在子List(List B)进行增删操作的时候，原先的父List(List A)内存放的内容也必定会一起进行相同的增删变化。

先举个例子说明一下，下面分别用常见的ArrayList和LinkedList进行举例 :

public class SubListDemo

public static void main(String\[\] args)

System.out.println("---------------ArrayList------------");

subListTest(new ArrayList());

System.out.println("---------------LinkedList------------");

subListTest(new LinkedList());

private static void subListTest(List list)

if(list == null)

throw new IllegalArgumentException("Argument " + list + " is null.");

for(int i = 0; i<5; i++)

list.add(i);

List subList = list.subList(2, list.size());

// 期望输出和实际输出一致，都是\[0, 1, 2, 3, 4\]

System.out.println("Original list: " + list);

// 期望输出和实际输出一致，都是\[2, 3, 4\]

System.out.println("Sublist: " + subList);

subList.add(10);

// 但这里，实际输出结果却可能会出乎我们的意料，我们可能会认为输出结果不变，

// 但却发现实际输出结果竟然变化了，比原先多了个元素10，变为 \[0, 1, 2, 3, 4, 10\]

System.out.println("Original list: " + list);

// 期望输出和实际输出一致，都是\[2, 3, 4, 10\]

System.out.println("Sublist: " + subList);

实际输出结果如下：

\---------------ArrayList------------

Original list: \[0, 1, 2, 3, 4\]

Sublist: \[2, 3, 4\]

Original list: \[0, 1, 2, 3, 4, 10\]

Sublist: \[2, 3, 4, 10\]

\---------------LinkedList------------

Original list: \[0, 1, 2, 3, 4\]

Sublist: \[2, 3, 4\]

Original list: \[0, 1, 2, 3, 4, 10\] // 多了一个元素10

Sublist: \[2, 3, 4, 10\]

从上述输出结果的标黄部分可知，在sublist进行add()操作时，原先的list也被add了相同的元素。同样地，sublist进行删除操作也将导致原先的list也会删除相同的元素。

为什么呢？ 下面从源码角度来分析原因：

先分析ArrayList，下面是ArrayList的subList()方法的源码：

public List subList(int fromIndex, int toIndex) \{

subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);

return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);

该方法其实调用的是 new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex); 这个构造方法，注意该构造方法的第一个参数this，我用黄色标注了，需要引起大家的注意。也就是说，我们在调用ArrayList的subList()方法时，他实际上是new了一个ArrayList.SubList对象(我们称作List B)作为返回值，同时在new该对象的时候将当前的ArrayList对象(我们称作List A)作为参数传递给了该ArrayList.SubList的构造方法。

下面我们来看看ArrayList的这个内部类SubList的部分源码：

private class SubList extends AbstractList implements RandomAccess \{

private final AbstractList parent;

private final int parentOffset;

private final int offset;

int size;

SubList(AbstractList parent,

int offset, int fromIndex, int toIndex) \{

this.parent = parent;

this.parentOffset = fromIndex;

this.offset = offset + fromIndex;

this.size = toIndex - fromIndex;

this.modCount = ArrayList.this.modCount;

public void add(int index, E e) \{

rangeCheckForAdd(index);

checkForComodification();

parent.add(parentOffset + index, e);

this.modCount = parent.modCount;

this.size++;

public E remove(int index) \{

rangeCheck(index);

checkForComodification();

E result = parent.remove(parentOffset + index);

this.modCount = parent.modCount;

this.size--;

return result;

protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) \{

checkForComodification();

parent.removeRange(parentOffset + fromIndex,

parentOffset + toIndex);

this.modCount = parent.modCount;

this.size -= toIndex - fromIndex;

public boolean addAll(Collection extends E> c) \{

return addAll(this.size, c);

public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) \{

rangeCheckForAdd(index);

int cSize = c.size();

if (cSize==0)

return false;

checkForComodification();

parent.addAll(parentOffset + index, c);

this.modCount = parent.modCount;

this.size += cSize;

return true;

// ..............此处省略其他代码...................

刚才提到，在new这个内部类的时候，也将原ArrayList的引用作为参数传了进去，经过查看上面的源码可知，传进去的原ArrayList引用(List A)，被赋值给了SubList 类内部一个名为parent的AbstractList引用(我们称作 List C, 见源码第9行)，这句代码的含义是：该parent引用(List C)将指向原ArrayList引用(即：List A)所指向的对象，这样该对象将会由一个引用指向变为两个引用指向了，这两个引用有任何一对该对象进行了增删改，都会影响到另一个引用对该对象查询的结果。而我们在得到sublist后，再对该sublist进行增删改操作(见源码中的add,remove等方法)时，都会执行parent的add，remove等方法，而parent和原先的ArrayList引用指向同一个对象，因此parent执行他的add，remove等方法，其实增删的就是原ArrayList所指向的对象，所以我们就不难理解，在调用sublist的add(10)方法，让子list增加一个元素10的时候，为何原先的ArrayList中也会增加一个元素10了。

下面看LinkedList的subList()的源码：

LinkedList中没有定义subList()方法，所以我们就找其父类AbstractSequentialList的源码，发现还是没有定义该方法，于是我们再找其父类的父类AbstractList的源码，终于在该类中找到了subList()方法的定义。

public List subList(int fromIndex, int toIndex) \{

return (this instanceof RandomAccess ?

new RandomAccessSubList<>(this, fromIndex, toIndex) :

new SubList<>(this, fromIndex, toIndex));

发现需要判断当前类是否是 RandomAccess 的子类，我们双击 RandomAccess ，在Eclipse中按Ctrl+T, 查看该接口的继承关系树，如下：

![fcb6e0c81cdd6570482a44a514881673.png][]

发现LinkedList并未实现该接口，所以LinkedList的subList()方法调用的是 new SubList<>(this, fromIndex, toIndex)); 该SubList类是AbstractList类的一个内部类，其实这里和前面分析ArrayList的subList()方法类似，也是将LinkedList的引用this作为参数传给了另一个List的内部类(AbstractList.SubList)的构造方法，并且该内部类中同样包含了一个List引用类型的字段(名为l)，在new该内部类时，传递的this同样被赋值给了该内部的引用字段l，并且该内部类的增删改查方法同样调用的是该内部引用字段l的增删改查方法。思路和ArrayList的一样。所以就不分析了，直接贴出相关源码，并把重要的代码标黄，如下：

class SubList extends AbstractList \{

private final AbstractList l;

private final int offset;

private int size;

SubList(AbstractList list, int fromIndex, int toIndex) \{

if (fromIndex < 0)

throw new IndexOutOfBoundsException("fromIndex = " + fromIndex);

if (toIndex > list.size())

throw new IndexOutOfBoundsException("toIndex = " + toIndex);

if (fromIndex > toIndex)

throw new IllegalArgumentException("fromIndex(" + fromIndex +

") > toIndex(" + toIndex + ")");

l = list;

offset = fromIndex;

size = toIndex - fromIndex;

this.modCount = l.modCount;

public E set(int index, E element) \{

rangeCheck(index);

checkForComodification();

return l.set(index+offset, element);

public E get(int index) \{

rangeCheck(index);

checkForComodification();

return l.get(index+offset);

public void add(int index, E element) \{

rangeCheckForAdd(index);

checkForComodification();

l.add(index+offset, element);

this.modCount = l.modCount;

size++;

public E remove(int index) \{

rangeCheck(index);

checkForComodification();

E result = l.remove(index+offset);

this.modCount = l.modCount;

size--;

return result;

protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) \{

checkForComodification();

l.removeRange(fromIndex+offset, toIndex+offset);

this.modCount = l.modCount;

size -= (toIndex-fromIndex);

public boolean addAll(Collection extends E> c) \{

return addAll(size, c);

public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) \{

rangeCheckForAdd(index);

int cSize = c.size();

if (cSize==0)

return false;

checkForComodification();

l.addAll(offset+index, c);

this.modCount = l.modCount;

size += cSize;

return true;

分析到此为止，我们再来回想一下文章开始处提到的那个例子中我们的疑惑，想必现在应该明白原因了吧。 那么，我们有没有什么办法，可以让获得的sublist在进行增删改查时，不会干扰到原list呢？其实是有办法的，根据我们先前的分析，subList()方法的返回值的内部包含一个引用指向了先前的List的对象，导致对该返回值进行增删改查的操作都会干扰到原先的List的内容。所以我们需要对这个方法的返回值进行一番处理，我们有两种处理方式：

(1)将subList()方法得到的结果，再进行一次包装，将他作为一个新的List对象构造方法的参数即可： 对于ArrayList：

List subList = new ArrayList<>(list.subList(2, list.size()));

对于LinkedList：

List subList = new LinkedList<>(list.subList(2, list.size()));

(2)将subList()方法得到的结果，也是进行一次包装，只不过是作为另一个List对象addAll()方法的参数传递过去：

对于ArrayList：

List subList = new ArrayList<>();

subList.addAll(list.subList(2, list.size()));

对于LinkedList：

List subList = new LinkedList<>();

subList.addAll(list.subList(2, list.size()));

这样，输出的结果就是：

Original list: \[0, 1, 2, 3, 4\]

Sublist: \[2, 3, 4\]

Original list: \[0, 1, 2, 3, 4\] // 这里没有增加元素10了

Sublist: \[2, 3, 4, 10\]

![c1f89ee121c8551574103e180b913318.png][]

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![72dd548719f0ace4d5f9bca64e1d7715.png][]

2015-05-17 21:54

1 楼

cleverGump

2015-05-17

请教下大家，我想把重点代码标黄，但文中只有this被成功标黄了，其他都显示成了如下的html代码 ，请问我该怎么处理才能标黄呢？在此先提前谢谢了！

[fcb6e0c81cdd6570482a44a514881673.png]: /images/20221024/a988ffe1c0fa4cba85019865d37f22cc.png
[c1f89ee121c8551574103e180b913318.png]: /images/20221024/6d29bc5b135f46619cf44c96b4d52733.png
[18e900b8666ce6f233d25ec02f95ee59.png]: /images/20221024/0bee6c058eea42d5a37a13ee4b28fef4.png
[72dd548719f0ace4d5f9bca64e1d7715.png]: /images/20221024/06f14d82f5cc475d813d4a782be5f276.png