彻底理解容器类(2)------- AbstractCollection深入了解

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AbstractCollection认识

  AbstractCollection是Collection接口的抽象实现。实现了一部分Colleciton,并且添加了几个新的方法。

彻底理解容器类(2)------- AbstractCollection深入了解

源码之前的预热

  在进行AbstractCollection源码阅读前,先看看AbstractCollection中使用到的一些其他源码

  •      System.arraycopy(Object src,  int  srcPos, Object dest, int destPos,int length);
  •    Arrays.copyOf(T[] original, int newLength)

  1. System.arraycopy是Native方法,是java的本地方法,是用其他语言写的。所以我们是看不到更底层的代码的。但是native方法一般会比你自己写的效率更好。这个方法的作用是从src中复制(srcPos位置到srcPos+length-1位置)的元素到dest的destPos到destPos+length-1的位置。

  System.arraycopy(Object src,  int  srcPos, Object dest, int destPos,int length);

  src: source 代表源数组

  srcPos: source position 代表源数组起始的位置

  dest:  destination 代表目标数组。

      destpos: destination position 目标数组的起始位置

  length: length 复制的元素个数

  src和dest可以是同一个数组

 public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                      Object dest, int destPos,
                                      int length);

  2.Arrays.copyOf(T[] original, int newLength) 

     Arrays.copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) 

     这个方法返回一个T[].

   original: 被复制的数组

   newLength: 返回的新的数组的长度

         newType: 返回的数组的类型(比如说String[]的数组还是Integer[]的数组),注意所有的数组的父类都是Object[]。

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
        return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
    }

   public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class) ? (T[]) new Object[newLength] // newtype如果是Object类型的话就创建一个Object[]的数组
            : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength); //否则就创建一个特定类型的数组, newInstance是native方法创建一个具体类型的数组
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                         Math.min(original.length, newLength)); //然后把源数组移动到目标数组中.
        return copy;
    }

 源码分析

  1.类的声明,实现了Collection接口

public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {}

  2.构造器方法

  protected AbstractCollection() {}    //protected 修饰说明只对子类或者同一个包下类可见

  3. 抽象方法

  public abstract Iterator<E> iterator(); 抽象方法未实现

public abstract int size();  抽象方法未实现

  4. 判断是否为空

  public boolean isEmpty() {  //通过判断size是否等于0判断这个容器是否为空
    return size() == 0;
  }

     5. 判断是否包含某个元素

  public boolean contains(Object o) { 
    Iterator<E> it = iterator();   //得到一个迭代器
    if (o==null) {                       //如果传进来是null就通过迭代器一个个对比是否是null,是null的话就返回true
    while (it.hasNext())
    if (it.next()==null)
    return true;
    } else {                              //如果传进来不是null就通过迭代器使用equals方法比较
    while (it.hasNext())
    if (o.equals(it.next()))      //如果equals方法比较true,则返回true
    return true;
    }
  return false;                      //没有相等的情况返回false
  }

  6. 通过容器的迭代器返回一个Object数组

  public Object[] toArray() {
    Object[] r = new Object[size()];  
    Iterator<E> it = iterator();
    for (int i = 0; i < r.length; i++) {
      if (! it.hasNext())        // fewer elements than expected 比预期的元素个数少的话就通过 Arrays.copyOf生成一个个数正好相等的Object数组
      return Arrays.copyOf(r, i);
      r[i] = it.next();        //把迭代器中的元素的引用赋值给数组
    }
  return it.hasNext() ? finishToArray(r, it) : r;   //迭代器元素个数比size的话,返回finishToArray(r, it), 否则直接返回对象。
  }

  7. 迭代器中的剩余的元素全部放入数组中

  private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; MAX_ARRAY_SIZE;  //是最大的数组容量

  @SuppressWarnings("unchecked")
  private static <T> T[] finishToArray(T[] r, Iterator<?> it) {
    int i = r.length;
    while (it.hasNext()) {
      int cap = r.length;
      if (i == cap) {                                        //如果容量满了就扩容
        int newCap = cap + (cap >> 1) + 1;  //每次容量增加2分之一
        if (newCap - MAX_ARRAY_SIZE > 0) // 能自动感知到容量是否超出了虚拟机允许的数组的容量,
          newCap = hugeCapacity(cap + 1); 
        r = Arrays.copyOf(r, newCap);       //r赋值成新的对象数组对象,这个对象的大小是newCap(new Capacity)
      }
    r[i++] = (T)it.next();  //i自增,并且赋值新的元素
  }
  // trim if overallocated   如果数组容量有余的话,就把数组修剪成正好的容量
  return (i == r.length) ? r : Arrays.copyOf(r, i);
  }

  //重新给一个大小因为cap + (cap >> 1) + 1可能会超过int的最大值,或者超过数组的长度的最大值

  private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
    throw new OutOfMemoryError
    ("Required array size too large");
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
    Integer.MAX_VALUE :
    MAX_ARRAY_SIZE;
  }

  8.add方法,不支持add方法

  public boolean add(E e) {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }

  9 移除一个元素

public boolean remove(Object o) { 
  Iterator<E> it = iterator();
  if (o==null) {                         //null的话通过判断是不是null是的话直接返回true
    while (it.hasNext()) {
      if (it.next()==null) {
      it.remove();
      return true;
      }
    }
  } else {
    while (it.hasNext()) {             //遍历迭代器
      if (o.equals(it.next())) {   //如果有对象相等的话就返回
      it.remove();                      //并且通过迭代器来消除对象 (迭代器不一定实现了消除,比如可能迭代器的消除会抛出一个UnsupportedOperationException())
      return true;
      }
    }
  }
return false;
}

   10. 是否包含所有的传入参数中的元素

public boolean containsAll(Collection<?> c) {
  for (Object e : c)
    if (!contains(e))    //只要有一个没有包含就直接返回false
    return false;
return true;
}

11.增加所有的元素到容器中

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
  boolean modified = false;  //modified 代表是否修改过元素
    for (E e : c)         //遍历参数容器,add方法加入容器
      if (add(e))
        modified = true;
  return modified;
}

   12.移除全部

public boolean removeAll(Collection<?> c) {
  Objects.requireNonNull(c);            //C是null的话就抛出异常
  boolean modified = false;
  Iterator<?> it = iterator();
  while (it.hasNext()) {
    if (c.contains(it.next())) {       //遍历c容器,如果c包含一个元素,就把那个元素给remove掉
    it.remove();
    modified = true;
    }
  }
  return modified;
}

13.移除全部元素

public void clear() {
  Iterator<E> it = iterator();
  while (it.hasNext()) {
    it.next();
    it.remove();     //迭代器一个一个消除
  }
}

14. toString方法

public String toString() {
  Iterator<E> it = iterator();    //如果没有包含元素返回[]
  if (! it.hasNext())
  return "[]";

  StringBuilder sb = new StringBuilder();
  sb.append('[');
  for (;;) {             
    E e = it.next();
    sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e);   //e == this 用来防止死循环
    if (! it.hasNext())
      return sb.append(']').toString();
    sb.append(',').append(' ');
  }
}

总结:AbstractCollection只是给其他类使用的一个模板,要成为一个能够工作的容器还需要很多方法和存储的元素对象。

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