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Java.util包簡介 如何開發應用之一

2013-11-23 19:32:34  來源: Java核心技術 

  ArrayList是List接口的一個可變長數組實現實現了所有List接口的操作並允許存儲null值除了沒有進行同步ArrayList基本等同於Vector在Vector中幾乎對所有的方法都進行了同步但ArrayList僅對writeObject和readObject進行了同步其它比如add(Object)remove(int)等都沒有同步
  
  存儲
  
  ArrayList使用一個Object的數組存儲元素
  
  private transient Object elementData[];
  
  ArrayList實現了javaioSerializable接口這兒的transient標示這個屬性不需要自動序列化下面會在writeObject()方法中詳細講解為什麼要這樣作
  
  add和remove
  
  public boolean add(Object o)
  {
  ensureCapacity(size + );
  // Increments modCount!!
  elementData[size++] = o;
  return true;
  }
  
  注意這兒的ensureCapacity()方法它的作用是保證elementData數組的長度可以容納一個新元素自動變長機制中將詳細講解
  
  public Object remove(int index)
  {
  RangeCheck(index);
  modCount++;
  Object oldValue = elementData[index];
  int numMoved = size index ;
  if (numMoved > )
  Systemarraycopy(elementData
  index+ elementData index
  numMoved);
  elementData[size] = null;
  // Let gc do its work
  return oldValue;
  }
  
  RangeCheck()的作用是進行邊界檢查由於ArrayList采用一個對象數組存儲元素所以在刪除一個元素時需要把後面的元素前移刪除一個元素時只是把該元素在elementData數組中的引用置為null具體的對象的銷毀由垃圾收集器負責
  
  modCount的作用將在下面的iterator()中的同步中說明
  
  注在前移時使用了System提供的一個實用方法arraycopy()在本例中可以看出Systemarraycopy()方法可以對同一個數組進行操作這個方法是一個native方法如果對同一個數組進行操作時會首先把從源部分拷貝到一個臨時數組在把臨時數組的元素拷貝到目標位置
  
  自動變長機制
  
  在實例化一個ArrayList時你可以指定一個初始容量這個容量就是elementData數組的初始長度如果你使用
  
  ArrayList list = new ArrayList();
  
  則使用缺省的容量
  
  public ArrayList()
  {
  this();
  }
  
  ArrayList提供了四種add()方法
  
  public boolean add(Object o)
  
  public void add(int index Object element)
  
  public boolean addAll(Collection c)
  
  public boolean addAll(int index Collection c)
  
  在每一種add()方法中都首先調用了一個ensureCapacity(int miniCapacity)方法這個方法保證elementData數組的長度不小於miniCapacityArrayList的自動變長機制就是在這個方法中實現的
  
  public void ensureCapacity(int minCapacity)
  {
  modCount++;
  int oldCapacity = elementDatalength;
  if (minCapacity > oldCapacity)
  {
  Object oldData[] = elementData;
  int newCapacity =
  (oldCapacity * )/ + ;
  if (newCapacity < minCapacity)
  newCapacity = minCapacity;
  elementData = new Object[newCapacity];
  Systemarraycopy(oldData
   elementData size);
  }
  }
  
  從這個方法實現中可以看出ArrayList每次擴容都擴大到原來大小的每種add()方法的實現都大同小異下面給出add(Object)方法的實現
  
  public boolean add(Object o)
  {
  ensureCapacity(size + );
  // Increments modCount!!
  elementData[size++] = o;
  return true;
  }
  
  iterator()中的同步
  
  在父類AbstractList中定義了一個int型的屬性modCount記錄了ArrayList結構性變化的次數
  
  protected transient int modCount = ;
  
  在ArrayList的所有涉及結構變化的方法中都增加modCount的值包括add()remove()addAll()removeRange()及clear()方法這些方法每調用一次modCount的值就加
  
  注add()及addAll()方法的modCount的值是在其中調用的ensureCapacity()方法中增加的AbstractList中的iterator()方法(ArrayList直接繼承了這個方法)使用了一個私有內部成員類Itr生成一個Itr對象(Iterator接口)返回
  
  public Iterator iterator()
  {
  return new Itr();
  }
  
  Itr實現了Iterator()接口其中也定義了一個int型的屬性expectedModCount這個屬性在Itr類初始化時被賦予ArrayList對象的modCount屬性的值
  
  int expectedModCount = modCount;
  
  注內部成員類Itr也是ArrayList類的一個成員它可以訪問所有的AbstractList的屬性和方法理解了這一點Itr類的實現就容易理解了
  
  在ItrhasNext()方法中
  
  public boolean hasNext()
  {
  return cursor != size();
  }
  
  調用了AbstractList的size()方法比較當前光標位置是否越界
  
  在Itrnext()方法中Itr也調用了定義在AbstractList中的get(int)方法返回當前光標處的元素
  
  public Object next() {
  try {
  Object next = get(cursor);
  checkForComodification();
  lastRet = cursor++;
  return next;
  } catch(IndexOutOfBoundsException e) {
  checkForComodification();
  throw new NoSuchElementException();
  }
  }
  
  注意在next()方法中調用了checkForComodification()方法進行對修改的同步檢查
  
  final void checkForComodification()
  {
  if (modCount != expectedModCount)
  throw new
  ConcurrentModificationException();
  }
  
  現在對modCount和expectedModCount的作用應該非常清楚了在對一個集合對象進行跌代操作的同時並不限制對集合對象的元素進行操作這些操作包括一些可能引起跌代錯誤的add()或remove()等危險操作在AbstractList中使用了一個簡單的機制來規避這些風險這就是modCount和expectedModCount的作用所在
  
  序列化支持
  
  ArrayList實現了javaioSerializable接口所以ArrayList對象可以序列化到持久存儲介質中ArrayList的主要屬性定義如下
  
  private static final long
  serialVersionUID = L;
  
  private transient Object elementData[];
  
  private int size;
  
  可以看出serialVersionUID和size都將自動序列化到介質中但elementData數組對象卻定義為transient了也就是說ArrayList中的所有這些元素都不會自動系列化到介質中
  
  為什麼要這樣實現?因為elementData數組中存儲的元素其實僅是對這些元素的一個引用並不是真正的對象序列化一個對象的引用是毫無意義的因為序列化是為了反序列化當你反序列化時這些對象的引用已經不可能指向原來的對象了所以在這兒需要手工的對ArrayList的元素進行序列化操作這就是writeObject()的作用
  
  private synchronized void writeObject
  (javaioObjectOutputStream s)
  throws javaioIOException
  {
  // Write out element count
  and any hidden stuff
  sdefaultWriteObject();
  // Write out array length
  swriteInt(elementDatalength);
  // Write out all elements
  in the proper order
  for (int i=; i<size; i++)
  swriteObject(elementData[i]);
  }
  
  這樣元素數組elementData中的所以元素對象就可以正確地序列化到存儲介質了對應的readObject()也按照writeObject()方法的順序從輸入流中讀取
  
  private synchronized void readObject
  (javaioObjectInputStream s)
  throws javaioIOException
  ClassNotFoundException
  {
  // Read in size and any
  hidden stuff
  sdefaultReadObject();
  // Read in array length
  and allocate array
  int arrayLength = sreadInt();
  elementData =
  new Object[arrayLength];
  // Read in all elements
  in the proper order
  for (int i=; i<size; i++)
  elementData[i] = sreadObject();
  }

From:http://tw.wingwit.com/Article/program/Java/hx/201311/27063.html
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