Java集合类源码解析：AbstractList
今天学习Java集合类中的一个抽象类，AbstractList。
初识AbstractList
AbstractList 是一个抽象类，实现了List<E>接口，是隶属于Java集合框架中的 根接口 Collection 的分支，由其衍生的很多子类因为拥有强大的容器性能而被广泛应用，例如我们最为熟悉的ArrayList，这是它的类继承结构图：
特殊方法
AbstractList 虽然是抽象类，但其内部只有一个抽象方法 get()：
abstract public E get(int index);
从字面上看这是获取的方法，子类必须实现它，一般是作为获取元素的用途，除此之外，如果子类要操作元素，还需要重写 add(), set(), remove() 方法，因为 AbstractList 虽然定义了这几个方法，但默认是不支持的，
public boolean add(E e) {
add(size(), e);
return true;
}
public void add(int index, E element) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public E set(int index, E element) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public E remove(int index) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
可以看到，在其默认实现里，直接是抛出UnsupportedOperationException 异常的，这里的处理跟AbstractMap 的 put() 方法有异曲同工之妙处，很大功能就是官方考虑到也许会有子类需要这些方法不可修改，需要修改的话直接重写即可。
两个迭代器实现类
AbstractList 中提供了两个迭代器的实现类，默认实现了迭代器接口，实现了对元素的遍历，它们就是Itr 和其子类 ListItr，分别来了解一下。
先看Itr类，Itr 实现了 Iterator 接口，重写了 next() 和 remove() 方法，下面是它的源码：
private class Itr implements Iterator<E> {
//游标
int cursor;
//最近迭代的元素位置，每次使用完默认置为-1
int lastRet;
//记录容器被修改的次数，值不相等说明有并发操作
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size();
}
public E next() {
//检测是否有并发
checkForComodification();
try {
int i = cursor;
// 获取容器对应游标位置的元素
E next = get(i);
//记录获取到的元素的索引
lastRet = i;
//获取下一个元素的索引
cursor = i + 1;
return var2;
} catch (IndexOutOfBoundsException var3) {
this.checkForComodification();
throw new NoSuchElementException();
}
}
public void remove() {
//还没读取元素就remove，报错
if (lastRet < 0) {
throw new IllegalStateException();
} else {
checkForComodification();
try {
AbstractList.this.remove(lastRet);
if (lastRet < cursor) {
--this.cursor;
}
//删除后，把最后迭代的记录位置置为-1
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException var2) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
//两个值不一致，说明有并发操作，抛出异常
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
ListItr 是 Itr 的子类，在Itr 的基础上增强了对元素的操作，多了指定索引的赋值，以及向前读取，add 和 set 的方法。
private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
ListItr(int index) {
cursor = index; //设置游标为指定值
}
//游标不为第一个的话，前面都有元素的
public boolean hasPrevious() {
return cursor != 0;
}
public E previous() {
checkForComodification();
try {
int i = cursor - 1;
//获取游标的前一个元素
E previous = get(i);
//把最后操作的位置和游标都前移一位
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();
}
}
}
两个类的源码还是比较简单的，加了注释相信大家也能看出大概的逻辑。使用上，AbstractList类中提供了两个方法，返回的各自实现的接口类型对象：
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
public ListIterator<E> listIterator() {
return listIterator(0);
}
public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
rangeCheckForAdd(index);
return new ListItr(index);
}
额。。。。。说错了，不是两个，是三个方法，懒得删，这句废话也加上吧。
获取对象索引
结合内部迭代器实现类，AbstractList 还提供了两个可以获取对象索引的方法，分别是
indexOf()： 获取指定对象 首次出现 的索引
public int indexOf(Object o) {
//返回迭代器类，此时默认游标位置是0
ListIterator<E> it = listIterator();
if (o==null) {
//向后遍历
while (it.hasNext())
//后面没元素了，返回游标前面元素的索引，这里为什么是返回前面索引呢？
//因为在ListIterator接口中，每次调用next()游标就会后移一位
//所以，当找到对应元素时，游标已经后移一位了，需要返回游标的前一个索引。
if (it.next()==null)
return it.previousIndex();
} else {
while (it.hasNext())
if (o.equals(it.next()))
return it.previousIndex();
}
return -1;
}
lastIndexOf() ：获取指定对象最后一次出现的位置，原理和indexOf方法类似，只是改为后面向前
public int lastIndexOf(Object o) {
//返回迭代器了，此时游标在最后一位
ListIterator<E> it = listIterator(size());
if (o==null) {
//向前遍历
while (it.hasPrevious())
if (it.previous()==null)
return it.nextIndex();
} else {
while (it.hasPrevious())
if (o.equals(it.previous()))
return it.nextIndex();
}
return -1;
}
两个子类
AbstractList 提供了两个子类，可用于切分集合序列，这两个类是 SubList 和 RandomAccessSubList ，SubList 的内部实现和 AbstractList 很相似，无非是传递了两个变量，初识位置和结束位置来截取集合，具体原理就不做解析了，读者们自己看看吧，也不难，贴一下部分源码：
class SubList<E> extends AbstractList<E> {
private final AbstractList<E> l;
private final int offset;
private int size;
SubList(AbstractList<E> 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);
}
............
............
}
RandomAccessSubList 是 SubList 的子类，内部实现直接沿用父类，只是实现了RandomAccess接口，这是源码：
class RandomAccessSubList<E> extends SubList<E> implements RandomAccess {
RandomAccessSubList(AbstractList<E> list, int fromIndex, int toIndex) {
super(list, fromIndex, toIndex);
}
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
return new RandomAccessSubList<>(this, fromIndex, toIndex);
}
}
不一样的是，RandomAccessSubList 实现了一个接口RandomAccess，打开后发现是空的，没有任何实现。
public interface RandomAccess {
}
它的作用是用于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。例如遍历上，实现RandomAccess 接口的集合使用 get() 做迭代速度会更快，比起使用迭代器的话，
for (int i=0; i < list.size（）; i++)
list.get(i);
for (Iterator i=list.iterator(); i.hasNext();)
i.next();
例如ArrayList 就是实现了这个接口，而关于该接口有如此功效的原因这里暂且不做深入研究，日后有机会单独写一篇讲解下。
最后
作为抽象类，AbstractList本身算是定义比较完善的结构体系了，继承了它的衣钵的子类也拥有不俗的表现，在Java开发中被广泛应用，有时间的话打算多写几篇关于它的子类，好了，关于 AbstractList 的知识就学到这里了，睡觉了~