Java - 一道关于Arrays.asList的题目

题目

有这样一道有趣的题目：

final int[] test = new int[]{1,2,3,4};
final Integer[] test2 = new Integer[]{1,2,3,4};
final List list1 = Arrays.asList(test);
final List list2 = Arrays.asList(test2);
final List list3 = Arrays.asList(1,2,3,4);
System.out.println(list1.size());
System.out.println(list2.size());
System.out.println(list3.size());

对于上边的3个size()，输出的结果如下：

1
4
4

这道题考察的是Arrays.asList()这个api以及泛型的知识点，工作时用到该api的情景也挺多的。下面分析下，为什么是这个答案。

分析

对于list1，为什么size是1？
这是因为Arrays.asList如果传入的数组是基础数据类型的数组时，会将整个数组作为一个对象来构建ArrayList，所以size是1。在源码实现中：

public static <T> List<T> asList(T... a) {
    return new ArrayList<>(a);
}

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
    implements RandomAccess, java.io.Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
    private final E[] a;

    ArrayList(E[] array) {
        a = Objects.requireNonNull(array);
    }

    @Override
    public int size() {
        return a.length;
    }
    ……
}

可以看到，Arrays.asList的形参是可变参数T... a，等同于一个数组参数T[]。这里的T是泛型。在调用该api时，会直接用传入的参数来构建一个ArrayList。

这个ArrayList<E>是Arrays的静态内部类，同样使用了泛型，而泛型是不支持基础数据类型的。

当传入的参数是一个基础数据类型的数组时，就把整个数组对象解析为泛型T；如果传入的参数是一个对象类型的数组，就把数组中的对象类型解析为泛型T。如下：

传入的参数是int[]时：
int[] -> T[]中的T，此时Arrays.asList()返回的是一个size为1的ArrayList<int[]>


传入的参数是Integer[]时：
Integer[] -> T[]，此时Arrays.asList()返回的是一个ArrayList<Integer>，其size的值与Integer[]的length一样

因此，题目里的list1和list2的size会不一样。那为什么直接传入1,2,3,4这四个int参数所得到的结果又是4呢？

这是因为当直接传入参数为基础数据类型时，由于方法形参是泛型数组，于是就通过自动装箱把基础数据类型的参数包装为对应的包装类。比如传入的是int，就自动装箱成Integer，这样就能被泛型所接收了。

也就是说，虽然传入参数是1,2,3,4，其实会通过自动装箱变成一个Integer[]参数，然后传递给T[]，最后返回的就是一个ArrayList<Integer>。

下面是一个可以证明该过程的例子：

public static void main(final String[] args) {
    final int[] array1 = new int[]{1,2,3,4};
    final Integer[] array2 = new Integer[]{1,2,3,4};

    test(array1);
    test(array2);
    test(1,2,3,4);
}

public static <T> void test(final T... a) {
    System.out.println(a.length);
}

其结果如下：

1
4
4

Arrays.asList的其他知识点

由于Arrays.asList返回的是Arrays的静态内部类ArrayList，这个ArrayList并没有重写add和remove方法的。也就是说，这个ArrayList一旦new出来了，其大小就固定下来了，不能再调用add或者remove方法了，否则就会报错如下：

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
	at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
	at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)

虽然不能调用add或者remove，但可以调用set、contains、sort等其他的方法，也可以进行遍历。

如果我们确实需要调用add或者remove方法，可以有以下方法：

方法一

遍历Arrays.asList返回的集合，然后一个个添加到我们常用的集合里，比如java.util.ArrayList。

方法二

使用list.addAll(Arrays.asList(a))，直接把Arrays.asList返回的集合给整个添加到新的集合里。

方法三

可以直接通过new ArrayList<>(Arrays.asList(a))的方法来构建一个有着完善功能的集合。

方法四

使用Collections.addAll()来替代Arrays.asList()，这样得到的就是一个有着完善功能的集合。

泛型(Generics)的知识点

泛型的定义：在程序中我们将一个对象放入集合中，但是集合不会记住对象的类型，当我们在次使用对象的时候，对象变为Object类型，而程序中还是原来的类型，我们必须要自己转换其类型，为了解决这个问题，则提出泛型。

泛型要求包容的是对象类型，而八种基础数据类型不属于对象类型，但是它们有对应的封装类/包装类。并且在调用函数时，会根据参数类型来进行自动装箱或者自动拆箱(Autoboxing and unboxing)。对自动装箱/拆箱有兴趣的可以参考下边的链接。

参考链接

• 将数组转换成集合Arrays.asList，不可进行add和remove操作的原因
• 为什么泛型类的类型不能是基本数据类型
• Java 自动装箱与拆箱(Autoboxing and unboxing)