集合3-AbstractCollection源碼分析

Abstract類實現了接口的大部分方法,除了Iterator以及size方法,抽象實現類實現了接口的默認實現,方便了子類的實現,接口的適配器模式

AbstractCollection

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

public Object[] toArray():創建size大小的Object數組,通過迭代器遍歷數組大小范圍的集合元素將其元素引用復制到數組當中,判斷集合的元素是否大于小于等于預期大小(size的大小)分不同的處理情況來處理。
public <T> T[] toArray(T[] a):如果參數數組的大小size,則用反射創建一個T類型的數組,否則就是用這個數組的引用,還是通過迭代器遍歷數組范圍的集合元素將其元素引用復制到數組當中,判斷集合的元素是否大于小于等于預期大小(size的大小)分不同的處理情況來處理。

// (1) 如果參數數組長度大于等于集合的長度,則將當前集合的元素復制到參數數組當中
// (2) 如果參數數組的長度小于集合的長度,則通過數組的反射創建T類型的新數組來容納集合元素

 public <T> T[] toArray(T[] a) {
        // Estimate size of array; be prepared to see more or fewer elements
        int size = size();
        T[] r = a.length >= size ? a :
                  (T[])java.lang.reflect.Array
                  .newInstance(a.getClass().getComponentType(), size);
        Iterator<E> it = iterator();

        for (int i = 0; i < r.length; i++) {
            if (! it.hasNext()) { // fewer elements than expected 在數組長度范圍內出現沒有下一個元素的情況,說明集合大小小于數組的長度
                if (a == r) { //如果a 和 r 所引用的數組相同,則將剩下的數組元素都賦值為null,作為集合元素的結束標志
                    r[i] = null; // null-terminate
                } else if (a.length < i) {//如果參數數組的長度小于集合的長度,也就是r是通過反射新創建的數組,則通過Arrays.copyOf方法截短返回
                    return Arrays.copyOf(r, i);
                } else {//r是通過反射新創建的數組,但是參數數組長度大于集合長度,
                          //即a的長度大于新創建的r數組的長度(這在單線程情況下不可能發生,但是在
                          //并發情況下參數數組的長度可能發生變化),則將r數組復制到a數組當中,并
                          //將參數數組多的元素設置為null
                    System.arraycopy(r, 0, a, 0, i);//將創建的r數組所有元素復制到a數組當中
                    if (a.length > i) {
                        a[i] = null;
                    }
                }
                return a;
            }
            r[i] = (T)it.next(); //類型轉換,可能會拋出ClassCastException異常
        }
        // more elements than expected
        // 如果集合長度大于數組的長度則拓展數組r,否則(集合長度正好等于數組的長度)直接返回數組r
        return it.hasNext() ? finishToArray(r, it) : r;
    }

private static <T> T[] finishToArray(T[] r, Iterator<?> it) 數組擴容的私有實現方法

 /**
     *  (1)對數組進行擴容:即創建一個更長的數組,然后將原數組的內容復制到新數組中
     *  (2)擴容大小:cap + cap/2 +1
     *  (3)擴容前需要先判斷是否數組長度是否溢出
     */
    private static <T> T[] finishToArray(T[] r, Iterator<?> it) {
        int i = r.length;//記錄數組有效長度
        while (it.hasNext()) {
            int cap = r.length;//數組最大可用容量
            if (i == cap) {//當數組有效長度和數組最大可用容量相等時,再次擴容
                int newCap = cap + (cap >> 1) + 1; //擴容為 cap + cap/2 +1
                // overflow-conscious code
                if (newCap - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//新擴大的容量發生溢出
                    newCap = hugeCapacity(cap + 1);
                //Arrays.copyOf方法內部創建了一個新的長度為newCap數組,
                //并將元素復制到這個新的數組當中,底層調用的是System.arraycopy native方法
                r = Arrays.copyOf(r, newCap);
            }
            r[i++] = (T)it.next();//數組有效長度自增,并復制引用
        }
        // trim if overallocated 截短數組長度到有效長度
        return (i == r.length) ? r : Arrays.copyOf(r, i);
    }

  /**
     * 判斷數組容量是否溢出,最大為整型數據的最大值
     */
    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow 超出整型的最大值則數值溢出為負值
            throw new OutOfMemoryError
                ("Required array size too large");
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) //如果大于最大容量則返回整數的最大值,否則返回集合的最大容量。
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

數組的最大可分配大小為整數的最大值,但是有些虛擬機會保留幾個字節大小的空間存儲頭部,所以為了保險起見最大可分配的數組大小為整數最大值-8,否則會拋出內存溢出錯誤

 /**
     * The maximum size of array to allocate.
     * Some VMs reserve some header words in an array.
     * Attempts to allocate larger arrays may result in
     * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
     */
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

public boolean contains(Object o) **
** public boolean remove(Object o)

都是通過迭代器進行遍歷集合元素,對參數為null單獨處理,如果下一個元素的值為null執行相對應的操作(集合允許null元素)

批量操作是通過對參數集合進行遍歷,并執行相關的操作

public boolean containsAll(Collection<?> c)、public boolean addAll(Collection<? extends E> c)、public boolean removeAll(Collection<?> c)、public boolean retainAll(Collection<?> c)
初始化一個modified標志,對于批量操作只要有一個參數集合的元素被操作成功并使得集合發生改變則返回true,而不是所有參數集合都被成功操作。

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