集合使用注意事项

转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!

集合判空 #

//阿里巴巴开发手册

判断所有集合内部的元素是否为空，使用 isEmpty() 方法，而不是 size()==0 的方式。

  • isEmpty()可读性更好，且绝大部分情况下时间复杂度为O(1)

  • 有例外：ConcurrentHashMap的size()和isEmpty() 时间复杂度均不是O(1)

    public int size() {
    long n = sumCount();
    return ((n < 0L) ? 0 :
            (n > (long)Integer.MAX_VALUE) ? Integer.MAX_VALUE :
            (int)n);
}
final long sumCount() {
    CounterCell[] as = counterCells; CounterCell a;
    long sum = baseCount;
    if (as != null) {
        for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
            if ((a = as[i]) != null)
                sum += a.value;
        }
    }
    return sum;
}
public boolean isEmpty() {
    return sumCount() <= 0L; // ignore transient negative values
}

集合转Map #

//阿里巴巴开发手册

在使用 java.util.stream.Collectors 类的 toMap() 方法转为 Map 集合时，一定要注意当 value 为 null 时会抛 NPE 异常。

class Person {
    private String name;
    private String phoneNumber;
     // getters and setters
}

List<Person> bookList = new ArrayList<>();
bookList.add(new Person("jack","18163138123"));
bookList.add(new Person("martin",null));
// 空指针异常
bookList.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getName, Person::getPhoneNumber));

java.util.stream.Collections类的toMap() ，里面使用到了Map接口的merge()方法, 调用了Objects.requireNonNull()方法判断value是否为空

集合遍历 #

//阿里巴巴开发手册

不要在 foreach 循环里进行元素的 remove/add 操作。remove 元素请使用 Iterator 方式，如果并发操作，需要对 Iterator 对象加锁。

  • foreach语法底层依赖于Iterator （foreach是语法糖），不过remove/add 则是直接调用集合的方法，而不是Iterator的； 所以此时Iterator莫名发现自己元素被remove/add，就会抛出一个ConcurrentModificationException来提示用户发生了并发修改异常，即单线程状态下产生的fail-fast机制

  • java8开始，可以使用Collection#**removeIf()**方法删除满足特定条件的元素，例子

    List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 10; ++i) {
    list.add(i);
}
list.removeIf(filter -> filter % 2 == 0); /* 删除list中的所有偶数 */
System.out.println(list); /* [1, 3, 5, 7, 9] */

  • 其他的遍历数组的方法（注意是遍历，不是增加/删除）

    • 使用普通for循环

    • 使用fail-safe集合类，java.util包下面的所有集合类都是fail-fast，而java.util.concurrent包下面的所有类是fail-safe

      //ConcurrentHashMap源码
package java.util.concurrent;
public class ConcurrentHashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements ConcurrentMap<K,V>, Serializable {}
//List类源码
package java.util;
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
}

集合去重 #

//阿里巴巴开发手册

可以利用 Set 元素唯一的特性，可以快速对一个集合进行去重操作，避免使用 List 的 contains() 进行遍历去重或者判断包含操作。

// Set 去重代码示例
public static <T> Set<T> removeDuplicateBySet(List<T> data) {

    if (CollectionUtils.isEmpty(data)) {
        return new HashSet<>();
    }
    return new HashSet<>(data);
}

// List 去重代码示例
public static <T> List<T> removeDuplicateByList(List<T> data) {

    if (CollectionUtils.isEmpty(data)) {
        return new ArrayList<>();

    }
    List<T> result = new ArrayList<>(data.size());
    for (T current : data) {
        if (!result.contains(current)) {
            result.add(current);
        }
    }
    return result;
}

Set时间复杂度为 1 * n ，而List时间复杂度为 n * n

//Set的Contains，底层依赖于HashMap,时间复杂度为 1 
private transient HashMap<E,Object> map;
public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}
//ArrayList的Contains，底层则是遍历,时间复杂度为O(n)
public boolean contains(Object o) {
    return indexOf(o) >= 0;
}
public int indexOf(Object o) {
    if (o == null) {
        for (int i = 0; i < size; i++)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
    } else {
        for (int i = 0; i < size; i++)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
    }
    return -1;
}

集合转数组 #

//阿里巴巴开发手册

使用集合转数组的方法，必须使用集合的 toArray(T[] array)，传入的是类型完全一致、长度为 0 的空数组。

ly-20241212141930529

例子：

String [] s= new String[]{
    "dog", "lazy", "a", "over", "jumps", "fox", "brown", "quick", "A"
};
List<String> list = Arrays.asList(s);
Collections.reverse(list);
//没有指定类型的话会报错
s=list.toArray(new String[0]);

对于 JVM 优化，new String[0]作为Collection.toArray()方法的参数现在使用更好，new String[0]就是起一个模板的作用，指定了返回数组的类型，0 是为了节省空间，因为它只是为了说明返回的类型

数组转集合 #

//阿里巴巴开发手册

使用工具类 Arrays.asList() 把数组转换成集合时，不能使用其修改集合相关的方法， 它的 add/remove/clear 方法会抛出 UnsupportedOperationException 异常。

例子及源码：

String[] myArray = {"Apple", "Banana", "Orange"};
List<String> myList = Arrays.asList(myArray);
//上面两个语句等价于下面一条语句
List<String> myList = Arrays.asList("Apple","Banana", "Orange");

//JDK源码说明[返回由指定数组支持的固定大小的列表]
/**
  *返回由指定数组支持的固定大小的列表。此方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁，
  * 与 Collection.toArray()结合使用。返回的List是可序列化并实现RandomAccess接口。
  */
public static <T> List<T> asList(T... a) {
    return new ArrayList<>(a);
}

注意事项：

  • 1、Arrays.asList()是泛型方法，传递的数组必须是对象数组，而不是基本类型。 如果把原生数据类型数组传入，则传入的不是数组的元素，而是数组对象本身，可以使用包装类数组解决这个问题

    int[] myArray = {1, 2, 3};
List myList = Arrays.asList(myArray);
System.out.println(myList.size());//1
System.out.println(myList.get(0));//数组地址值
System.out.println(myList.get(1));//报错：ArrayIndexOutOfBoundsException
int[] array = (int[]) myList.get(0);
System.out.println(array[0]);//1

  • 2、使用集合的修改方法add()，remove()，clear()会抛出异常UnsupportedOperationException java.util.Arrays$ArrayList （Arrays里面有一个ArrayList类，该类继承了AbstractList）

    源码：

    public E remove(int index) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}
public boolean add(E e) {
    add(size(), e);
    return true;
}
public void add(int index, E element) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

public void clear() {
    removeRange(0, size());
}
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
    ListIterator<E> it = listIterator(fromIndex);
    for (int i=0, n=toIndex-fromIndex; i<n; i++) {
        it.next();
        it.remove();
    }
}

    ly-20241212141930814

  • 如何转换成正常的ArraysList呢

    1. 手动实现工具类

      //使用泛型
//JDK1.5+
static <T> List<T> arrayToList(final T[] array) {
  final List<T> l = new ArrayList<T>(array.length);

  for (final T s : array) {
    l.add(s);
  }
  return l;
}


Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
System.out.println(arrayToList(myArray).getClass());//class java.util.ArrayList

    2. 便捷的方法

      //再转一次
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"))

    3. 使用Java8的Stream（推荐），包括基本类型

      Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray).collect(Collectors.toList());
//基本类型也可以实现转换（依赖boxed的装箱操作）
int [] myArray2 = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray2).boxed().collect(Collectors.toList());

    4. 使用Apache Commons Colletions

      List<String> list = new ArrayList<String>();
CollectionUtils.addAll(list, str);

    5. 使用Java9的List.of()

      Integer[] array = {1, 2, 3};
List<Integer> list = List.of(array);

大部分转自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide