subList()与其他相似集合方法有不同的行为，一旦subList被更改

Question

有人能解释为什么subList()不是subSet()方法，而是抛出一个subSet，而subSet不是。这两个方法都创建了一个支持集合，因此可能subList()方法设计人员依赖不可修改的原始列表创建了这个方法，但是如果所有的支持集合都具有相同的行为(比如subSet())，那么不会更好吗？

//代码

public class ConcurrentModificationException {
public static void main(String[] args) {
    String[] array = {"Java","Python","Pearl","Ada","Javascript","Go","Clojure"};
    subListEx(array);
    subSetEx(array);
}

private static void subListEx(String[] array) {
    List<String> l = new ArrayList<String>(Arrays.asList(array));
    List<String> l2 = l.subList(2, 4);
    System.out.println(l.getClass().getName());

    // l.add("Ruby"); // ConcurrentModificationException
    // l.remove(2); // ConcurrentModificationException
    l2.remove("Ada"); // OK
    for (String s:l) { System.out.print(s+", "); } 
    System.out.println();
    for (String s:l2) { System.out.print(s+", "); }
}

private static void subSetEx(String[] array) {
    SortedSet<String> s1 = new TreeSet<String>(Arrays.asList(array));
    SortedSet<String> s2 = s1.subSet("Java", "Python");
    s1.remove("Ada");

    for (String s:s1) { System.out.print(s+", "); } 
    System.out.println();
    for (String s:s2) { System.out.print(s+", "); }
}}

提前感谢！

Answer 1

现在已经很清楚的是，这种行为是按照文献记录的。但我认为你的主要问题是为什么ArrayList和TreeSet的行为不同。好吧，这与数据如何在两个集合内部存储有关。

ArrayList内部使用一个数组来存储数据，随着ArrayList大小的动态增加，数据的大小会进行调整。现在，当您创建给定列表的subList时，具有指定索引的原始列表与subList关联。因此，在原始列表中执行的任何结构更改(对原始数组的索引)都将使作为子列表的一部分存储的索引变得毫无意义。这就是为什么在ArrayList#subList方法中不允许进行任何结构更改的原因。subList方法在inner类中返回一个名为SubList的inner类的实例，如下所示：

private class SubList extends AbstractList<E> implements RandomAccess {
    private final AbstractList<E> parent;
    private final int parentOffset;
    private final int offset;
    int size;

    SubList(AbstractList<E> parent,
            int offset, int fromIndex, int toIndex) {
        this.parent = parent;
        this.parentOffset = fromIndex;
        this.offset = offset + fromIndex;
        this.size = toIndex - fromIndex;
        this.modCount = ArrayList.this.modCount;
    }

如您所见，SubList包含对原始列表的引用。而parentOffset只不过是您正在创建的subList的起始索引。现在，修改原始list可能会更改原始列表中的fromIndex值，而不是SubList中的值。在这种情况下，parentOffset类中的SubList和原始列表中的fromIndex将指向不同的数组元素。还可能在某个时候，原始数组变得足够短，使存储在SubList中的索引无效，并使其成为OutOfRange。这当然是不可取的，并且返回的subList的语义被认为是未定义的，对于原始列表的这种结构更改。

另一方面，TreeSet在内部将其数据存储在TreeMap中。现在，由于在Map中没有这样的指数概念，所以不存在指数分解的问题。Map不过是键值对的映射.创建SubSet涉及到创建一个由原始Map支持的SubMap。修改原始Set只需要相应的键值映射无效，从而将更改传播到为subSet创建的subMap。

Answer 2

List.subList(int, int)的合同涵盖了这一点。这是相关的部分，重点是我。

返回的列表由此列表支持，因此返回列表中的非结构更改反映在此列表中，反之亦然。 ..。 如果支持列表(即该列表)是结构修改的，则此方法返回的列表的语义变得不明确，而不是通过返回的列表。(结构修改是那些改变列表大小的修改，或者以其他方式干扰它，以致正在进行的迭代可能产生不正确的结果。)

在您的示例中，您正在对支持列表进行结构更改，因此结果未定义。

Answer 3

文档非常清楚：aList.subList()返回列表的视图。返回的对象是由原始列表支持的，或者您应该假设。

关于Set的文档也非常清楚：

这个类的迭代器方法返回的迭代器是快速失败的:如果在迭代器创建后的任何时候对集合进行修改，那么除了通过迭代器自己的remove方法之外，以任何方式，迭代器将抛出一个ConcurrentModificationException。

为什么用List来制造问题比用Set容易呢？因为在Set中，删除元素的效果非常明显:元素不再存在于集合中，无论是对于set还是任何子集。插入操作也是如此。但是，当您从List中删除一个元素时，它是否意味着子列表相应地调整它们的索引(可能还包括大小)，或者只是通过从右边或左边添加元素来保持它们的大小？在第二种情况下，如果支持名单变得太短怎么办？行为太复杂，无法定义。而且对于实现来说也太有限了。

例如:一个列表是a，b，c，d，子列表是list.subList(1,3) (b，c)。a已从列表中删除。清单中的效果是明确的。但是子列表是保持b，c，还是成为c，d？

例如:一个列表是a，b，c，d，子列表是list.subList(1,3) (b，c)。b已从列表中删除。同样，列表中的效果也是显而易见的。但是子列表是否变成C、a，c或c，d？