集合判空

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

这是因为 isEmpty() 方法的可读性更好,并且时间复杂度为 O(1)。

绝大部分我们使用的集合的 size() 方法的时间复杂度也是 O(1),不过,也有很多复杂度不是 O(1) 的,比如 java.util.concurrent 包下的某些集合(ConcurrentLinkedQueueConcurrentHashMap…)。

下面是 ConcurrentHashMapsize() 方法和 isEmpty() 方法的源码。

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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

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。

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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));
// NPE
bookList.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getName, Person::getPhoneNumber));

首先,我们来看 java.util.stream.Collectors 类的 toMap() 方法 ,可以看到其内部调用了 Map 接口的 merge() 方法。

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public static <T, K, U, M extends Map<K, U>>
Collector<T, ?, M> toMap(Function<? super T, ? extends K> keyMapper,
Function<? super T, ? extends U> valueMapper,
BinaryOperator<U> mergeFunction,
Supplier<M> mapSupplier) {
BiConsumer<M, T> accumulator
= (map, element) -> map.merge(keyMapper.apply(element),
valueMapper.apply(element), mergeFunction);
return new CollectorImpl<>(mapSupplier, accumulator, mapMerger(mergeFunction), CH_ID);
}

Map 接口的 merge() 方法如下,这个方法是接口中的默认实现。

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default V merge(K key, V value,
BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
Objects.requireNonNull(remappingFunction);
Objects.requireNonNull(value);
V oldValue = get(key);
V newValue = (oldValue == null) ? value :
remappingFunction.apply(oldValue, value);
if(newValue == null) {
remove(key);
} else {
put(key, newValue);
}
return newValue;
}

merge() 方法会先调用 Objects.requireNonNull() 方法判断 value 是否为空。

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public static <T> T requireNonNull(T obj) {
if (obj == null)
throw new NullPointerException();
return obj;
}

集合遍历

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。

通过反编译你会发现 foreach 语法底层其实还是依赖 Iterator 。不过, remove/add 操作直接调用的是集合自己的方法,而不是 Iteratorremove/add方法

这就导致 Iterator 莫名其妙地发现自己有元素被 remove/add ,然后,它就会抛出一个 ConcurrentModificationException 来提示用户发生了并发修改异常。这就是单线程状态下产生的 fail-fast

fail-fast 机制:多个线程对 fail-fast 集合进行修改的时候,可能会抛出ConcurrentModificationException

Java8 开始,可以使用 Collection.removeIf()方法删除满足特定条件的元素,如

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List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 10; ++i) {
list.add(i);
}
list.removeIf(filter -> filter % 2 == 0); /* delete all even number in list */
System.out.println(list); /* [1, 3, 5, 7, 9] */

除了上面介绍的直接使用 Iterator 进行遍历操作之外,你还可以:

  • 使用普通的 for 循环
  • 使用 fail-safe 的集合类。java.util包下面的所有的集合类都是 fail-fast 的,而java.util.concurrent包下面的所有的类都是 fail-safe 的。
  • …..

集合去重

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 Listcontains() 进行遍历去重或者判断包含操作。

这里我们以 HashSetArrayList 为例说明。

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// Set 
public static <T> Set<T> removeDuplicateBySet(List<T> data) {

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

// List
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;
}


两者的核心差别在于 contains() 方法的实现。

HashSetcontains() 方法底部依赖的 HashMapcontainsKey() 方法,时间复杂度接近于 O(1)(没有出现哈希冲突的时候为 O(1))。

我们有 N 个元素插入进 Set 中,那时间复杂度就接近是 O (n)。

ArrayListcontains() 方法是通过遍历所有元素的方法来做的,时间复杂度接近是 O(n)。

集合转数组

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。

toArray(T[] array) 方法的参数是一个泛型数组,如果 toArray 方法中没有传递任何参数的话返回的是 Object类 型数组。

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String [] s= new String[]{
"dog", "lazy", "a", "over", "jumps", "fox", "brown", "quick", "A"
};
List<String> list = Arrays.asList(s);
Collections.reverse(list);

s=list.toArray(new String[0]);

由于 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

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。

Arrays.asList()在平时开发中还是比较常见的,我们可以使用它将一个数组转换为一个 List 集合。

JDK 源码对于这个方法的说明:

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/**
* Returns a fixed-size list backed by the specified array. (Changes to
* the returned list "write through" to the array.) This method acts
* as bridge between array-based and collection-based APIs, in
* combination with {@link Collection#toArray}. The returned list is
* serializable and implements {@link RandomAccess}.
*
* <p>This method also provides a convenient way to create a fixed-size
* list initialized to contain several elements:
* <pre>
* List&lt;String&gt; stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
* </pre>
*
* @param a the array by which the list will be backed
* @return a list view of the specified array
*/
public static <T> List<T> asList(T... a) {
return new ArrayList<>(a);
}

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。

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

当传入一个原生数据类型数组时,Arrays.asList() 的真正得到的参数就不是数组中的元素,而是数组对象本身!此时 List 的唯一元素就是这个数组,这也就解释了上面的代码。

2. 使用集合的修改方法: add()remove()clear()会抛出异常。

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List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
myList.add(4);//UnsupportedOperationException
myList.remove(1);//UnsupportedOperationException
myList.clear();//UnsupportedOperationException

Arrays.asList() 方法返回的并不是 java.util.ArrayList ,而是 java.util.Arrays 的一个内部类,这个内部类并没有实现集合的修改方法或者说并没有重写这些方法。

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List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
System.out.println(myList.getClass());//class java.util.Arrays$ArrayList

这个内部类继承自AbstractList,实现了RandomAccess, Serializabl接口。

我们再看一下java.util.AbstractListadd/remove/clear 方法就知道为什么会抛出 UnsupportedOperationException 了。

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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();
}
}

那么,那我们如何正确的将数组转换为 ArrayList ?

1、手动实现工具类

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//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、最简便的方法

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

3、使用 Java8 的 Stream(推荐)

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Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray).collect(Collectors.toList());

int [] myArray2 = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray2).boxed().collect(Collectors.toList());

4、使用 Guava

对于不可变集合,你可以使用ImmutableList类及其of()与copyOf()工厂方法:(参数不能为空)

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List<String> il = ImmutableList.of("string", "elements");  // from varargs
List<String> il = ImmutableList.copyOf(aStringArray); // from array

对于可变集合,你可以使[Lists类及其newArrayList()工厂方法:

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List<String> l1 = Lists.newArrayList(anotherListOrCollection);    // from collection
List<String> l2 = Lists.newArrayList(aStringArray); // from array
List<String> l3 = Lists.newArrayList("or", "string", "elements"); // from varargs

5、使用 Apache Commons Collections

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

6、 使用 Java9 的 List.of()方法

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

引用

(1) https://javaguide.cn/java/collection/java-collection-precautions-for-use.html#%E6%95%B0%E7%BB%84%E8%BD%AC%E9%9B%86%E5%90%88