为什么Java中Arrays.asList返回值不能用add和remove方法

Arrays提供了asList()方法,可以很方便地得到一个List

List<Integer> integers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);

在日常操作中,我们通常都会使用addremove方法对List的元素进行管理。如

integers.add(5);
integers.remove(1)

这时就出现了异常:java.lang.UnsupportedOperationException

探究

Arrays.asList()源码注释如下,指出返回了一个定长的list, 这个方法充当array系列API和collection系列API之间的桥梁。所以说,返回值,只是数组简单包装而成的List而已,并不能改变其长度。

/**
 * 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<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
 * </pre>
 *
 * @param <T> the class of the objects in the array
 * @param a the array by which the list will be backed
 * @return a list view of the specified array
 */
@SafeVarargs
@SuppressWarnings("varargs")
public static <T> List<T> asList(T... a) {
    return new ArrayList<>(a);
}

Think In Java 中做了详细的解释:

It’s also possible to use the output of Arrays.asList( ) directly, as a List, but the underlying representation in this case is the array, which cannot be resized. If you try to add( ) or delete( ) elements in such a list, that would attempt to change the size of an array, so you’ll get an "Unsupported Operation" error at run time.

不过没有关系,我们可以用ArrayList的构造方法,来创建一个新的ArrayList,然后再进行增删操作。

Integer[] ints = {1, 2, 3, 4};
ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>(Arrays.asList(ints));
integers.add(5);

这样就OK啦~

且慢!Arrays.asList()源码里返回的不就是ArrayList本身吗,怎么会不能add, remove呢?

点击跳转到这个ArrayList的定义, 发现原来ArrayListArrays的内部类,根本不是java.util.ArrayList.

  • 假ArrayList: java.util.Arrays$ArrayList
  • 真ArrayList: java.util.ArrayList

Arrays.asList

Arrays.asList(T... a)中返回的ArrayListArrays的内部类,继承了AbstractList。所以说调用add方法的时候,其实调用了父类AbstractList的方法,方法源码如下:

public void add(int index, E element) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

直接抛出了异常,跟我们之前实践的情况一致。

ArrayList

我们通常用的ArrayList,继承了AbstractList,并重写了add, remove等方法,源码如下:

public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    
public E remove(int index) {
      rangeCheck(index)
      modCount++;
      E oldValue = elementData(index)
      int numMoved = size - index - 1;
      if (numMoved > 0)
          System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                           numMoved);
      elementData[--size] = null; // clear to let GC do its wor
      return oldValue;
    }
        
    

Arrays.asList()的其他局限性

没错,还有坑。
asList()的返回值List<?>会指定一个认为最合适元素类型,这点会造成一定的困惑。如:Arrays.asList(1, 2, 3, 4)得到的就是一个List<Integer>. Think In Java 中的例子如下:

//: holding/AsListInference.java
// Arrays.asList() makes its best guess about type.
import java.util.*;

class Snow {}
class Powder extends Snow {}
class Light extends Powder {}
class Heavy extends Powder {}
class Crusty extends Snow {}
class Slush extends Snow {}

public class AsListInference {
    public static void main(String[] args) {
        List<Snow> snow1 = Arrays.asList(new Crusty(), new Slush(), new Powder());
        
        // Won’t compile:
        // List<Snow> snow2 = Arrays.asList(new Light(), new Heavy());
        // Compiler says:
        // found : java.util.List<Powder>
        // required: java.util.List<Snow>
        
        // Collections.addAll() doesn’t get confused:
        List<Snow> snow3 = new ArrayList<Snow>();
        Collections.addAll(snow3, new Light(), new Heavy());
        
        // Give a hint using an explicit type argument specification:
        List<Snow> snow4 = Arrays.<Snow>asList(new Light(), new Heavy());
    }
} ///:~

Arrays.asList(new Light(), new Heavy())返回值为List<Power>, 把它赋值给类型为List<Snow>snow2就会报错。

遇到这种情况,解决方法是,用Collection.addAll()替代,或者手动指定类型(见例子代码)。

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