java 集合类源码分析--collections

我认为Collections类主要是完成了两个主要功能 
1.提供了若干简单而又有用的算法,比如排序,二分查找,求最大最小值等等。 
2.提供对集合进行包装的静态方法。比如把指定的集合包装成线程安全的集合、包装成不可修改的集合、包装成类型安全的集合等。 

package java.util;
import java.io.Serializable;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Array;
public class Collections{
    // Suppresses default constructor, ensuring non-instantiability.
    private Collections() {
    }
    // 算法


    /*
     * 
     * 算法需要用到的一些参数。所有的关于List的算法都有两种实现,一种是适合随机访问的
     * List,另一种是适合连续访问的。
     */
    private static final int BINARYSEARCH_THRESHOLD   = 5000;
    private static final int REVERSE_THRESHOLD        =   18;
    private static final int SHUFFLE_THRESHOLD        =    5;
    private static final int FILL_THRESHOLD           =   25;
    private static final int ROTATE_THRESHOLD         =  100;
    private static final int COPY_THRESHOLD           =   10;
    private static final int REPLACEALL_THRESHOLD     =   11;
    private static final int INDEXOFSUBLIST_THRESHOLD =   35;


    /**
     *
     * List中的所有元素必须实现Compareable接口,即每个 元素必须是可比的。
     * 
     * 算法的实现原理为:
     * 把指定的List转化为一个对象数组,对数组进行排序,然后迭代List的每一个元素,
     * 在同样的位置重新设置数组中排好序的元素
     */
    public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) {
Object[] a = list.toArray(); //转化为对象数组用的归并
Arrays.sort(a); //对数组排序,使用了归并排序.对此归并的详细分析可见我另一篇博客
ListIterator<T> i = list.listIterator();
for (int j=0; j<a.length; j++) { //迭代元素
   i.next();
   i.set((T)a[j]); //在同样的位置重设排好序的值
}
    }
    
    


    /**
     * 传一个实现了Comparator接口的对象进来。
     * c.compare(o1,o2);来比较两个元素
     */
    public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) {
Object[] a = list.toArray();
Arrays.sort(a, (Comparator)c);
ListIterator i = list.listIterator();
for (int j=0; j<a.length; j++) {
   i.next();
   i.set(a[j]);
}
    }




    /**
     *
     * 使用二分查找在指定List中查找指定元素key
     * List中的元素必须是有序的。如果List中有多个key,不能确保哪个key值被找到。
     * 如果List不是有序的,返回的值没有任何意义
     * 
     * 对于随机访问列表来说,时间复杂度为O(log(n)),比如1024个数只需要查找log2(1024)=10次,
     * log2(n)是最坏的情况,即最坏的情况下都只需要找10
     * 对于链表来说,查找中间元素的时间复杂度为O(n),元素比较的时间复杂度为O(log(n))
     * 
     * @return 查找元素的索引。如果返回的是负数表明找不到此元素,但可以用返回值计算
     *  应该将key插入到集合什么位置,任然能使集合有序(如果需要插入key值的话)
     * 公式:point  = -i - 1
     * 
     */
    public static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
        if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
            return Collections.indexedBinarySearch(list, key);
        else
            return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);
    }


    /**
     * 使用索引化二分查找。
     * size小于5000的链表也用此方法查找
     */
    private static <T> int indexedBinarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key){
int low = 0;  //元素所在范围的下界
int high = list.size()-1; //上界

while (low <= high) {
   int mid = (low + high) >>> 1;
   Comparable<? super T> midVal = list.get(mid); //中间值
   int cmp = midVal.compareTo(key); //指定元素与中间值比较

   if (cmp < 0)
    low = mid + 1; //重新设置上界和下界
   else if (cmp > 0)
    high = mid - 1;
   else
    return mid; // key found
}
return -(low + 1);  // key not found
    }


    /**
     * 迭代式二分查找,线性查找,依次查找得中间值
     * 
     */
    private static <T> int iteratorBinarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key){
int low = 0;
int high = list.size()-1;
       ListIterator<? extends Comparable<? super T>> i = list.listIterator();

       while (low <= high) {
           int mid = (low + high) >>> 1;
           Comparable<? super T> midVal = get(i, mid);
           int cmp = midVal.compareTo(key);

           if (cmp < 0)
               low = mid + 1;
           else if (cmp > 0)
               high = mid - 1;
           else
               return mid; // key found
       }
       return -(low + 1);  // key not found
    }




    private static <T> T get(ListIterator<? extends T> i, int index) {
T obj = null;
        int pos = i.nextIndex(); //根据当前迭代器的位置确定是向前还是向后遍历找中间值
        if (pos <= index) {
            do {
                obj = i.next();
            } while (pos++ < index);
        } else {
            do {
                obj = i.previous();
            } while (--pos > index);
        }
        return obj;
    }


    /**
     * 提供实现了Comparator接口的对象比较元素
     */
    public static <T> int binarySearch(List<? extends T> list, T key, Comparator<? super T> c) {
        if (c==null)
            return binarySearch((List) list, key);


        if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
            return Collections.indexedBinarySearch(list, key, c);
        else
            return Collections.iteratorBinarySearch(list, key, c);
    }


    private static <T> int indexedBinarySearch(List<? extends T> l, T key, Comparator<? super T> c) {
int low = 0;
int high = l.size()-1;

while (low <= high) {
   int mid = (low + high) >>> 1;
   T midVal = l.get(mid);
   int cmp = c.compare(midVal, key);

   if (cmp < 0)
low = mid + 1;
   else if (cmp > 0)
high = mid - 1;
   else
return mid; // key found
}
return -(low + 1);  // key not found
    }


    private static <T> int iteratorBinarySearch(List<? extends T> l, T key, Comparator<? super T> c) {
int low = 0;
int high = l.size()-1;
       ListIterator<? extends T> i = l.listIterator();

       while (low <= high) {
           int mid = (low + high) >>> 1;
           T midVal = get(i, mid);
           int cmp = c.compare(midVal, key);

           if (cmp < 0)
               low = mid + 1;
           else if (cmp > 0)
               high = mid - 1;
           else
               return mid; // key found
       }
       return -(low + 1);  // key not found
    }


    private interface SelfComparable extends Comparable<SelfComparable> {}




    /**
     * 
     * 逆序排列指定列表中的元素
     */
    public static void reverse(List<?> list) {
        int size = list.size();
        //如果是size小于18的链表或是基于随机访问的列表
        if (size < REVERSE_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
            for (int i=0, mid=size>>1, j=size-1; i<mid; i++, j--) //第一个与最后一个,依次交换
                swap(list, i, j); //交换ij位置的值
        } else { //基于迭代器的逆序排列算法
            ListIterator fwd = list.listIterator();
            ListIterator rev = list.listIterator(size);
            for (int i=0, mid=list.size()>>1; i<mid; i++) { //..,一个思想你懂得
            Object tmp = fwd.next();
                fwd.set(rev.previous());
                rev.set(tmp);
            }
        }
    }


    /**
     * 
     * 对指定列表中的元素进行混排
     */
    public static void shuffle(List<?> list) {
        if (r == null) {
            r = new Random();
        }
        shuffle(list, r);
    }
    private static Random r;


    /**
     * 
     * 提供一个随机数生成器对指定List进行混排
     * 
     * 基本算法思想为:
     * 逆向遍历list,从最后一个元素到第二个元素,然后重复交换当前位置
     * 与随机产生的位置的元素值。
     *
     * 如果list不是基于随机访问并且其size>5,会先把List中的复制到数组中,
     * 然后对数组进行混排,再把数组中的元素重新填入List中。
     * 这样做为了避免迭代器大跨度查找元素影响效率
     */
    public static void shuffle(List<?> list, Random rnd) {
        int size = list.size();
        if (size < SHUFFLE_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
            for (int i=size; i>1; i--) //i-1个位置开始与随机位置元素交换值
                swap(list, i-1, rnd.nextInt(i));
        } else {
            Object arr[] = list.toArray(); //先转化为数组


            //对数组进行混排
            for (int i=size; i>1; i--)
                swap(arr, i-1, rnd.nextInt(i));


            // 然后把数组中的元素重新填入List
            ListIterator it = list.listIterator();
            for (int i=0; i<arr.length; i++) {
                it.next();
                it.set(arr[i]);
            }
        }
    }


    /**
     * 交换List中两个位置的值
     */
    public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
final List l = list;
l.set(i, l.set(j, l.get(i))); //互换ij位置的值
    }


    /**
     * 交换数组俩位置的值。好熟悉啊
     */
    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }


    /**
     * 
     * obj替换List中的所有元素
     * 依次遍历赋值即可
     */
    public static <T> void fill(List<? super T> list, T obj) {
        int size = list.size();


        if (size < FILL_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
            for (int i=0; i<size; i++)
                list.set(i, obj);
        } else {
            ListIterator<? super T> itr = list.listIterator();
            for (int i=0; i<size; i++) {
                itr.next();
                itr.set(obj);
            }
        }
    }


    /**
     * 
     * 复制源列表的所有元素到目标列表,
     * 如果src.size > dest.size 将抛出一个异常
     * 如果src.size < dest.size dest中多出的元素将不受影响
     * 同样是依次遍历赋值
     */
    public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
        int srcSize = src.size();
        if (srcSize > dest.size()) 
            throw new IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest");


        if (srcSize < COPY_THRESHOLD ||
            (src instanceof RandomAccess && dest instanceof RandomAccess)) {
            for (int i=0; i<srcSize; i++)
                dest.set(i, src.get(i));
        } else { //一个链表一个线性表也可以用迭代器赋值
            ListIterator<? super T> di=dest.listIterator();
            ListIterator<? extends T> si=src.listIterator();
            for (int i=0; i<srcSize; i++) {
                di.next();
                di.set(si.next());
            }
        }
    }


    /**
     * 
     * 返回集合中的最小元素。前提是其中的元素都是可比的,即实现了Comparable接口
     * 找出一个通用的算法其实不容易,尽管它的思想不难。
     * 反正要依次遍历完所有元素,所以直接用了迭代器
     */
    public static <T extends Object & Comparable<? super T>> T min(Collection<? extends T> coll) {
Iterator<? extends T> i = coll.iterator();
T candidate = i.next();
while (i.hasNext()) {
   T next = i.next();
   if (next.compareTo(candidate) < 0)
    candidate = next;
}
return candidate;
    }


    /**
     * 根据提供的比较器求最小元素
     */
    public static <T> T min(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp) {
        if (comp==null)
        //返回默认比较器,其实默认比较器什么也不做,只是看集合元素是否实现了Comparable接口,
        //否则抛出ClassCastException
            return (T)min((Collection<SelfComparable>) (Collection) coll);


Iterator<? extends T> i = coll.iterator();
T candidate = i.next(); //假设第一个元素为最小元素


        while (i.hasNext()) {
   T next = i.next();
   if (comp.compare(next, candidate) < 0)
    candidate = next;
        }
        return candidate;
    }


    /**
     * 求集合中最大元素
     */
    public static <T extends Object & Comparable<? super T>> T max(Collection<? extends T> coll) {
Iterator<? extends T> i = coll.iterator();
T candidate = i.next();

   while (i.hasNext()) {
   T next = i.next();
   if (next.compareTo(candidate) > 0)
    candidate = next;
}
return candidate;
    }


    /**
     * 根据指定比较器求集合中最大元素
     */
    public static <T> T max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp) {
        if (comp==null) 
        return (T)max((Collection<SelfComparable>) (Collection) coll);


        Iterator<? extends T> i = coll.iterator();
        T candidate = i.next();


        while (i.hasNext()) {
        T next = i.next();
        if (comp.compare(next, candidate) > 0)
        candidate = next;
        }
return candidate;
    }


    /**
     * 
     * 旋转移位List中的元素通过指定的distance。每个元素移动后的位置为:
     * (i + distance)%list.size.此方法不会改变列表的长度
     * 
     * 比如,类表元素为: [t, a, n, k, s , w]
     * 执行Collections.rotate(list, 2)
     * Collections.rotate(list, -4), list中的元素将变为
     * [s, w, t, a, n , k]。可以这样理解:正数表示向后移,负数表示向前移
     *
     */
    public static void rotate(List<?> list, int distance) {
        if (list instanceof RandomAccess || list.size() < ROTATE_THRESHOLD)
            rotate1((List)list, distance);
        else
            rotate2((List)list, distance);
    }


    private static <T> void rotate1(List<T> list, int distance) {
        int size = list.size();
        if (size == 0)
            return;
        distance = distance % size; //distance始终处于0size(不包括)之间
        if (distance < 0)
            distance += size; //还是以向后移来计算的
        if (distance == 0)
            return;


        for (int cycleStart = 0, nMoved = 0; nMoved != size; cycleStart++) {
            T displaced = list.get(cycleStart);
            int i = cycleStart;
            do { 
                i += distance; //求新位置
                if (i >= size)
                    i -= size; //超出size就减去size
                displaced = list.set(i, displaced); //为新位置赋原来的值
                nMoved ++; //如果等于size证明全部替换完毕
            } while(i != cycleStart); //依次类推,求新位置的新位置
        }
    }


    private static void rotate2(List<?> list, int distance) {
        int size = list.size();
        if (size == 0)
            return;
        int mid =  -distance % size;
        if (mid < 0)
            mid += size;
        if (mid == 0)
            return;
        //好神奇啊
        reverse(list.subList(0, mid));
        reverse(list.subList(mid, size));
        reverse(list);
    }


    /**
     * 
     * 把指定集合中所有与oladVal相等的元素替换成newVal
     * 只要list发生了改变就返回true
     */
    public static <T> boolean replaceAll(List<T> list, T oldVal, T newVal) {
        boolean result = false;
        int size = list.size();
        if (size < REPLACEALL_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
            if (oldVal==null) {
                for (int i=0; i<size; i++) {
                    if (list.get(i)==null) {
                        list.set(i, newVal);
                        result = true;
                    }
                }
            } else {
                for (int i=0; i<size; i++) {
                    if (oldVal.equals(list.get(i))) {
                        list.set(i, newVal);
                        result = true;
                    }
                }
            }
        } else {
            ListIterator<T> itr=list.listIterator();
            if (oldVal==null) {
                for (int i=0; i<size; i++) {
                    if (itr.next()==null) {
                        itr.set(newVal);
                        result = true;
                    }
                }
            } else {
                for (int i=0; i<size; i++) {
                    if (oldVal.equals(itr.next())) {
                        itr.set(newVal);
                        result = true;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }


       static class UnmodifiableSortedSet<E>
                    extends UnmodifiableSet<E>
                    implements SortedSet<E>, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -4929149591599911165L;
        private final SortedSet<E> ss;


        UnmodifiableSortedSet(SortedSet<E> s) {super(s); ss = s;}


        public Comparator<? super E> comparator() {return ss.comparator();}


        public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {
            return new UnmodifiableSortedSet<E>(ss.subSet(fromElement,toElement));
        }
        public SortedSet<E> headSet(E toElement) {
            return new UnmodifiableSortedSet<E>(ss.headSet(toElement));
        }
        public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {
            return new UnmodifiableSortedSet<E>(ss.tailSet(fromElement));
        }


        public E first()           {return ss.first();}
        public E last()             {return ss.last();}
    }


    /**
     * 返回一个 不可修改的List
     * 如果原List实现了RandomAccess接口,返回的List也将实现此接口
     */
    public static <T> List<T> unmodifiableList(List<? extends T> list) {
return (list instanceof RandomAccess ?
               new UnmodifiableRandomAccessList<T>(list) :
               new UnmodifiableList<T>(list));
    }



   

        /**
         * 
         * 需要重新包装返回的EntrySet对象
         */
        static class UnmodifiableEntrySet<K,V> extends UnmodifiableSet<Map.Entry<K,V>> {
        private static final long serialVersionUID = 7854390611657943733L;


            UnmodifiableEntrySet(Set<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> s) {
                super((Set)s);
            }
            public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
                return new Iterator<Map.Entry<K,V>>() {
                //父类UnmodifiableColletionc
                Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = c.iterator();


                    public boolean hasNext() {
                        return i.hasNext();
                    }
                    public Map.Entry<K,V> next() {
                    return new UnmodifiableEntry<K,V>(i.next());
                    }
                    public void remove() {
                        throw new UnsupportedOperationException();
                    }
                };
            }


            public Object[] toArray() {
                Object[] a = c.toArray();
                for (int i=0; i<a.length; i++)
                    a[i] = new UnmodifiableEntry<K,V>((Map.Entry<K,V>)a[i]);
                return a;
            }


            public <T> T[] toArray(T[] a) {
               
            Object[] arr = c.toArray(a.length==0 ? a : Arrays.copyOf(a, 0));


                for (int i=0; i<arr.length; i++)
                    arr[i] = new UnmodifiableEntry<K,V>((Map.Entry<K,V>)arr[i]);


                if (arr.length > a.length)
                    return (T[])arr;


                System.arraycopy(arr, 0, a, 0, arr.length);
                if (a.length > arr.length)
                    a[arr.length] = null;
                return a;
            }




            public boolean contains(Object o) {
                if (!(o instanceof Map.Entry))
                    return false;
                return c.contains(new UnmodifiableEntry<K,V>((Map.Entry<K,V>) o));
            }


            public boolean containsAll(Collection<?> coll) {
                Iterator<?> e = coll.iterator();
                while (e.hasNext())
                    if (!contains(e.next())) // Invokes safe contains() above
                        return false;
                return true;
            }
            public boolean equals(Object o) {
                if (o == this)
                    return true;


                if (!(o instanceof Set))
                    return false;
                Set s = (Set) o;
                if (s.size() != c.size())
                    return false;
                return containsAll(s); // Invokes safe containsAll() above
            }


            /**
             * 重新包装Entry
             */
            private static class UnmodifiableEntry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
                private Map.Entry<? extends K, ? extends V> e;


                UnmodifiableEntry(Map.Entry<? extends K, ? extends V> e) {this.e = e;}


                public K getKey()  {return e.getKey();}
                public V getValue()  {return e.getValue();}
                public V setValue(V value) {  //调用set方法将抛出一个异常
                    throw new UnsupportedOperationException();
                }
                public int hashCode()  {return e.hashCode();}
                public boolean equals(Object o) {
                    if (!(o instanceof Map.Entry))
                        return false;
                    Map.Entry t = (Map.Entry)o;
                    return eq(e.getKey(),   t.getKey()) &&
                           eq(e.getValue(), t.getValue());
                }
                public String toString()  {return e.toString();}
            }
        }
    }


    /**
     * 返回一个线程安全的Set
     */
    public static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s) {
    return new SynchronizedSet<T>(s);
    }


    static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s, Object mutex) {
    return new SynchronizedSet<T>(s, mutex);
    }


    /**
     * @serial include
     */
    static class SynchronizedSet<E> extends SynchronizedCollection<E> implements Set<E> {
    private static final long serialVersionUID = 487447009682186044L;


SynchronizedSet(Set<E> s) {
           super(s);
   }
SynchronizedSet(Set<E> s, Object mutex) {
           super(s, mutex);
   }


public boolean equals(Object o) {
   synchronized(mutex) {return c.equals(o);}
   }
public int hashCode() {
   synchronized(mutex) {return c.hashCode();}
   }
    }



    /**
     * @serial include
     */
    static class SynchronizedSortedSet<E> extends SynchronizedSet<E>implements SortedSet<E>{
    private static final long serialVersionUID = 8695801310862127406L;


        final private SortedSet<E> ss;


        SynchronizedSortedSet(SortedSet<E> s) {
            super(s);
            ss = s;
        }
        SynchronizedSortedSet(SortedSet<E> s, Object mutex) {
            super(s, mutex);
            ss = s;
        }


        public Comparator<? super E> comparator() {
        synchronized(mutex) {return ss.comparator();}
        }


        public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {
   synchronized(mutex) {
                return new SynchronizedSortedSet<E>(
                    ss.subSet(fromElement, toElement), mutex);
            }
        }
        public SortedSet<E> headSet(E toElement) {
        synchronized(mutex) {
                return new SynchronizedSortedSet<E>(ss.headSet(toElement), mutex);
            }
        }
        public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {
        synchronized(mutex) {
               return new SynchronizedSortedSet<E>(ss.tailSet(fromElement),mutex);
            }
        }


        public E first() {
        synchronized(mutex) {return ss.first();}
        }
        public E last() {
        synchronized(mutex) {return ss.last();}
        }
    }


    /**
     * 返回一个线程安全的List
     * 如果List是基于随机访问的,返回的List同样实现了RandomAccess接口
     */
    public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {
    return (list instanceof RandomAccess ?
                new SynchronizedRandomAccessList<T>(list) :
                new SynchronizedList<T>(list));
    }


    static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list, Object mutex) {
    return (list instanceof RandomAccess ?
                new SynchronizedRandomAccessList<T>(list, mutex) :
                new SynchronizedList<T>(list, mutex));
    }


    /**
     * @serial include
     */
    static class SynchronizedList<E>extends SynchronizedCollection<E> implements List<E> {
        static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L;


        final List<E> list;


        SynchronizedList(List<E> list) {
        super(list);
        this.list = list;
        }
        SynchronizedList(List<E> list, Object mutex) {
            super(list, mutex);
            this.list = list;
        }


        public boolean equals(Object o) {
        synchronized(mutex) {return list.equals(o);}
        }
        public int hashCode() {
        synchronized(mutex) {return list.hashCode();}
        }


        public E get(int index) {
        synchronized(mutex) {return list.get(index);}
        }
        public E set(int index, E element) {
        synchronized(mutex) {return list.set(index, element);}
        }
        public void add(int index, E element) {
        synchronized(mutex) {list.add(index, element);}
        }
        public E remove(int index) {
        synchronized(mutex) {return list.remove(index);}
        }


        public int indexOf(Object o) {
        synchronized(mutex) {return list.indexOf(o);}
        }
        public int lastIndexOf(Object o) {
        synchronized(mutex) {return list.lastIndexOf(o);}
        }


        public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        synchronized(mutex) {return list.addAll(index, c);}
        }


        public ListIterator<E> listIterator() {
        return list.listIterator(); // Must be manually synched by user
        }


        public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        return list.listIterator(index); // Must be manually synched by user
        }


        public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        synchronized(mutex) {
                return new SynchronizedList<E>(list.subList(fromIndex, toIndex),
                                            mutex);
            }
        }




        private Object readResolve() {
            return (list instanceof RandomAccess
   ? new SynchronizedRandomAccessList<E>(list)
   : this);
        }
    }


    /**
     * @serial include
     */
    static class SynchronizedRandomAccessList<E>extends SynchronizedList<E>
implements RandomAccess {


        SynchronizedRandomAccessList(List<E> list) {
            super(list);
        }


        SynchronizedRandomAccessList(List<E> list, Object mutex) {
            super(list, mutex);
        }


        public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        synchronized(mutex) {
                return new SynchronizedRandomAccessList<E>(
                    list.subList(fromIndex, toIndex), mutex);
            }
        }


        static final long serialVersionUID = 1530674583602358482L;


        private Object writeReplace() {
            return new SynchronizedList<E>(list);
        }
    }


    /**
     * 返回一个线程安全的map
     */
    public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) {
return new SynchronizedMap<K,V>(m);
    }


    /**
     * @serial include
     */
    private static class SynchronizedMap<K,V>
implements Map<K,V>, Serializable {
// use serialVersionUID from JDK 1.2.2 for interoperability
private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L;


private final Map<K,V> m;     // Backing Map
        final Object      mutex; // Object on which to synchronize


SynchronizedMap(Map<K,V> m) {
            if (m==null)
                throw new NullPointerException();
            this.m = m;
            mutex = this;
        }


SynchronizedMap(Map<K,V> m, Object mutex) {
            this.m = m;
            this.mutex = mutex;
        }


public int size() {
   synchronized(mutex) {return m.size();}
        }
public boolean isEmpty(){
   synchronized(mutex) {return m.isEmpty();}
        }
public boolean containsKey(Object key) {
   synchronized(mutex) {return m.containsKey(key);}
        }
public boolean containsValue(Object value){
   synchronized(mutex) {return m.containsValue(value);}
        }
public V get(Object key) {
   synchronized(mutex) {return m.get(key);}
        }


public V put(K key, V value) {
   synchronized(mutex) {return m.put(key, value);}
        }
public V remove(Object key) {
   synchronized(mutex) {return m.remove(key);}
        }
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {
   synchronized(mutex) {m.putAll(map);}
        }
public void clear() {
   synchronized(mutex) {m.clear();}
}


private transient Set<K> keySet = null;
private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
private transient Collection<V> values = null;


public Set<K> keySet() {
            synchronized(mutex) {
                if (keySet==null)
                    keySet = new SynchronizedSet<K>(m.keySet(), mutex);
                return keySet;
            }
}


public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
            synchronized(mutex) {
                if (entrySet==null)
                    entrySet = new SynchronizedSet<Map.Entry<K,V>>(m.entrySet(), mutex);
                return entrySet;
            }
}


public Collection<V> values() {
            synchronized(mutex) {
                if (values==null)
                    values = new SynchronizedCollection<V>(m.values(), mutex);
                return values;
            }
        }


public boolean equals(Object o) {
            synchronized(mutex) {return m.equals(o);}
        }
public int hashCode() {
            synchronized(mutex) {return m.hashCode();}
        }
public String toString() {
   synchronized(mutex) {return m.toString();}
        }
        private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
   synchronized(mutex) {s.defaultWriteObject();}
        }
    }


      /**
     * 
     * 返回一个动态的类型安全的集合。任何试图插入错误类型的元素的操作将立刻抛出
     * ClassCastException
     * 动态类型安全视图的一个主要作用是用作debug调试,
     * 因为它能正确反映出出错的位置。
     * 例如:ArrayList<String> strings = new ArrayList<String>();
     * ArrayList rawList = strings;
     * rawList.add(new Date());
     * add方法并不进行类型检查,所以存入了非String的对象。只有在重新获取该对象
     * 转化为String类型的时候才抛出异常。
     * 而动态类型安全的集合能在add时就会抛出ClassCastException
     * 这种方法的优点是错误可以在正确的位置被报告
     * 
     *
     */
    public static <E> Collection<E> checkedCollection(Collection<E> c,Class<E> type) {
        return new CheckedCollection<E>(c, type);
    }


    /**
     * @serial include
     */
    static class CheckedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {
        private static final long serialVersionUID = 1578914078182001775L;


        final Collection<E> c;
        final Class<E> type;


        void typeCheck(Object o) {
            if (!type.isInstance(o)) //o是否能被转换成type类型
                throw new ClassCastException("Attempt to insert " +
                   o.getClass() + " element into collection with element type "
                   + type);
        }


        CheckedCollection(Collection<E> c, Class<E> type) {
            if (c==null || type == null)
                throw new NullPointerException();
            this.c = c;
            this.type = type;
        }


        public int size()                   { return c.size(); }
        public boolean isEmpty()            { return c.isEmpty(); }
        public boolean contains(Object o)   { return c.contains(o); }
        public Object[] toArray()           { return c.toArray(); }
        public <T> T[] toArray(T[] a)       { return c.toArray(a); }
        public String toString()            { return c.toString(); }
        public boolean remove(Object o)     { return c.remove(o); }
        public boolean containsAll(Collection<?> coll) {
            return c.containsAll(coll);
        }
        public boolean removeAll(Collection<?> coll) {
            return c.removeAll(coll);
        }
        public boolean retainAll(Collection<?> coll) {
            return c.retainAll(coll);
        }
        public void clear() {
            c.clear();
        }


        public Iterator<E> iterator() {
   return new Iterator<E>() {
private final Iterator<E> it = c.iterator();
public boolean hasNext() { return it.hasNext(); }
public E next()          { return it.next(); }
public void remove()     {        it.remove(); }};
        }


        public boolean add(E e){
            typeCheck(e); //添加元素需要进行类型检查
            return c.add(e);
        }


        public boolean addAll(Collection<? extends E> coll) {
            E[] a = null;
            try {
                a = coll.toArray(zeroLengthElementArray()); //根据zero数组的类型来转换集合为数组。如果coll中含有其他类型这里就会抛出异常
            } catch (ArrayStoreException e) {
                throw new ClassCastException();
            }


            boolean result = false;
            for (E e : a)
                result |= c.add(e); //只要集合发生了改变就返回true
            return result;
        }


        private E[] zeroLengthElementArray = null; // Lazily initialized


        /*
         * We don't need locking or volatile, because it's OK if we create
         * several zeroLengthElementArrays, and they're immutable.
         */
        E[] zeroLengthElementArray() {
            if (zeroLengthElementArray == null)
                zeroLengthElementArray = (E[]) Array.newInstance(type, 0);
            return zeroLengthElementArray;
        }
    }


    /**
     * 返回一个会检查类型的集合Set
     */
    public static <E> Set<E> checkedSet(Set<E> s, Class<E> type) {
        return new CheckedSet<E>(s, type);
    }


    /**
     * @serial include
     */
    static class CheckedSet<E> extends CheckedCollection<E>
                                 implements Set<E>, Serializable{
        private static final long serialVersionUID = 4694047833775013803L;


        CheckedSet(Set<E> s, Class<E> elementType) { super(s, elementType); }


        public boolean equals(Object o) { return o == this || c.equals(o); }
        public int hashCode()           { return c.hashCode(); }
    }

原文地址:https://www.cnblogs.com/prctice/p/5479329.html