数组和列表的转换问题

Array 和 List 都是咱们在开发过程当中常见的数据结构。咱们都知道 Array 是定长的，List 是可变长。并且，List 的实现类 ArrayList 也是根据 Array 去实现的。

如下 Array 指代数组，List 指代数组列表。

Array 转 List

固然最原始的方法就是使用遍历的方式，将 Array 中的元素都添加到 List 中。这种实现方式这里不做赘述。

Java1.2 以后，Jdk 语言提供 Arrays 这个工具类。大大简化了咱们常见的 Array 操做，可是也有很多须要注意的问题。

以下：

Integer[] a = { 1, 2 };
List<Integer> l = Arrays.asList(a);

这是咱们常见的 Array 转换 List 的方式，可是这个使用上有一个问题。当对 List 对象 l 进行列表插入操做时：

l.add(3);

程序就会抛出异常 java.lang.UnsupportedOperationException。这是为何呢？

查看 Arrays.asList 源码发现，

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

这里返回的 ArrayList 并非 java.util.ArrayList 而是 java.util.Arrays.ArrayList。Arrays 又新建了一个 ArrayList 内部类，实现了一些基本 get set 方法。

回头查看 java.util.Arrays.ArrayList.ArrayList(E[] array) 构造函数，

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

不难发现，java.util.Arrays.ArrayList 虽然打着 List 的旗号，继承了 AbstractList 。可是其只是在 Array 的基础上进行了简单的封转，AbstractList 中则是直接重写了 add 方法，表示这个方法是不容许操做。

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

明白了这个错误产生的缘由，回头想一下 Java 的这些开发者们为何这样设计。

ArrayList 中若是要添加一个元素，则须要先对其内部的 Array 进行扩容，而后将 Old Array 复制到扩容后的 New Array 中。若是 Array 转 List 仅仅是读取操做，或是在 Array 的 Size 范围以内进行替换操做，再将 Array 复制一遍，难免会对内存进行浪费，倒不如直接将原始的 Array 直接拿来维护更为直接和高效（正如java.util.Arrays.ArrayList的实现方式）。

明白这个原因以后，若是要在 Array 转 List 以后，不仅有只读操做，那么则须要下面的实现，

List<Integer> l = new ArrayList<>(Arrays.asList(a));

虽然在咱们平常的开发过程当中，已经习惯了使用 ArrayList 去代替 Array，可是了解此处 Java 的转换过程仍是可以让咱们少踩坑。

List 转 Array

由于 Array 的长度不可变，因此这个转换过程当中，会有长度不匹配的状况。

常见的转换方法是 ArrayList.toArray() 或 ArrayList.toArray(T[])。

这两个实现的共同点是都是对 ArrayList 中的 Array 进行 Copy 操做，生成一个新的数组返回。不一样点是前者返回值是 Object[]，后者是 T[]。

在 ArrayList.toArray(T[]) 的使用过程当中须要注意，当要转换的 Array 长度小于 ArrayList 的 size 时，不要试图经过传入形参的方式进行转换，虽然这在 Array 的长度大于 List 时不会出现问题。

以下代码：

// l [1, 2, 3]
Integer[] a = new Integer[2];
l.toArray(a); // error 正确写法：a = l.toArray(a);
Stream.of(a).forEach(System.out::println);

输出结果是：null null。

查看源码实现：

public <T> T[] toArray(T[] a) {
    if (a.length < size)
        // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
        return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
    if (a.length > size)
        a[size] = null;
    return a;
}

// Arrays.copyOf
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]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

可见，当 a.length < size 成立，入参 a 并无被使用，因此 a 依然是 new Integer[2]。

因此，极度建议在转换以前初始化 Array 的长度为 ArrayList 的 size，而且使用返回值从新给 Array 赋值。

// l [1, 2, 3]
Integer[] b = new Integer[l.size()];
l.toArray(b);
Stream.of(b).forEach(System.out::println);

原文地址：https://xdbin.com/blog/8a9eec5167da2d4501681e8c3f180001